JP5683702B2 - Ultra-high melting point microporous lithium ion rechargeable battery separator and manufacturing method - Google Patents

Ultra-high melting point microporous lithium ion rechargeable battery separator and manufacturing method Download PDF

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Description

本発明は、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止し、電池が高温度の一定時間維持されるときに、好ましくは実質的な電池機能（イオン移動、放電）を維持する非シャットダウン高融点または超高溶融点微多孔質電池セパレータ、膜、複合材料、構成要素など、そのようなセパレータ、膜、複合材料、構成要素などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜、複合材料などの１つ以上を含む高融点電池、リチウム−イオン電池、電池などに関するものである。   The present invention prevents contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, and preferably provides substantial battery function (ion transfer) when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time. Non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separators, membranes, composite materials, components, etc., producing, testing and / or such separators, membranes, composite materials, components, etc. It relates to use and / or refractory batteries, lithium-ion batteries, batteries, etc. comprising one or more of such separators, membranes, composites and the like.

リチウム―イオン電池の製造業者は、特定の極端な状況下で高温時においてシャットダウンするリチウム―イオン再充電可能電池を製造するように努めている。ノースカロライナ州シャーロットのセルガードＬＬＣにより製造販売されている電池セパレータが周知であるにもかかわらず、少なくとも特定の極端な条件で改良された新規な電池セパレータ、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止し、電池が高温度の一定時間維持されるときに、好ましくは実質的な電池機能（イオン移動、放電）を維持する高温用途、非シャットダウン高融点電池セパレータ、高溶融点微多孔質リチウムイオン再充電電池セパレータ、膜、複合材料、構成要素など、そのようなセパレータ、膜、複合材料、構成要素などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜、複合材料などの１つ以上を含むリチウム−イオン電池、高融点電池、リチウム−イオン再充電電池、電池などの必要性がある。   Lithium-ion battery manufacturers strive to produce lithium-ion rechargeable batteries that shut down at high temperatures under certain extreme conditions. Despite the well-known battery separator manufactured and sold by Celgard LLC of Charlotte, NC, a new battery separator improved at least under certain extreme conditions, when the battery is maintained at a high temperature for a period of time High temperature applications that prevent contact with the anode and cathode, and preferably maintain substantial battery function (ion transfer, discharge) when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, non-shutdown refractory battery separators, High melting point microporous lithium ion rechargeable battery separator, membrane, composite material, component, etc., manufacture, test and / or use, and / or such separator, membrane, composite material, component, etc. Lithium-ion batteries, refractory batteries, lithium-ion batteries including one or more of separators, membranes, composite materials, etc. Re-charging the battery, there is a need, such as a battery.

本発明の目的は、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止し、電池が高温度の一定時間維持されるときに、好ましくは実質的な電池機能（イオン移動、放電）を維持する高温用途、非シャットダウン高融点電池セパレータ、高溶融点微多孔質リチウムイオン再充電電池セパレータ、膜、複合材料、構成要素などを提供することにある。   It is an object of the present invention to prevent contact with the anode and the cathode when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, and preferably when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, preferably a substantial battery function ( It is to provide a high-temperature application that maintains ion migration and discharge), a non-shutdown high melting point battery separator, a high melting point microporous lithium ion rechargeable battery separator, a membrane, a composite material, a component, and the like.

電池が高温度に一定時間維持されるときに、陽極および陰極の接触を防止する、非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ、セパレータ膜またはその類似物であって、１以上の高Tgポリマー複合材料、層若しくは被覆膜、微多孔質膜の片面若しくは両面に塗布された高Tgポリマー、独立した高Tgポリマー微多孔質セパレータ若しくは膜、または独立した高Tgポリマー静電紡糸微多孔質セパレータまたは膜の少なくとも１つを含む非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ、セパレータ膜またはその類似物。 A non-shutdown high melting or ultra high melting microporous battery separator, separator membrane or the like that prevents anode and cathode contact when the battery is maintained at a high temperature for a period of time, wherein one or more high Tg polymer composite, layer or coating, high Tg polymer applied to one or both sides of microporous membrane, independent high Tg polymer microporous separator or membrane, or independent high Tg polymer electrospun microporous Non-shutdown high or ultra high melting microporous battery separator, separator membrane or the like comprising at least one of a porous separator or membrane.

本発明の少なくとも１つの実施態様は、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止する、少なくとも特定の高温の用途のための改良された新規な電池セパレータ、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止し、電池が高温度の一定時間維持されるときに、好ましくは実質的な電池機能（イオン移動、放電）を維持する高温用途、非シャットダウン高融点微多孔質電池セパレータ、高溶融点微多孔質リチウムイオン再充電電池セパレータ、超高融点微多孔質電池セパレータ、超高融点微多孔質高温リチウムイオン再充電電池セパレータ、電池セパレータ、膜、複合材料、構成要素、層、被覆膜など、そのようなセパレータ、膜、複合材料、構成要素、層、被覆膜などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜、複合材料、構成要素、層、被覆膜などを含むリチウムイオン電池、リチウムイオン再充電電池、他の電池など（電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサなどを含む）に関する。このようなリチウムイオン電池、高温電池、他の電池、セル、パックまたはその類似品は、いかなる形状も、サイズおよび／または、大規模な電気自動車（ＥＶ）、角柱、ボタン状、封筒型、箱型、巻形、ｚ−折りおよび／またはその類似のようなる円筒状、平坦な、矩形の、大規模ないかなる形、大きさおよび／構成であってもよい。   At least one embodiment of the present invention is an improved novel battery separator for at least certain high temperature applications that prevents contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a period of time. When the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, contact with the anode and the cathode is prevented. Maintain high temperature applications, non-shutdown high melting point microporous battery separator, high melting point microporous lithium ion rechargeable battery separator, ultrahigh melting point microporous battery separator, ultrahigh melting point microporous high temperature lithium ion rechargeable battery separator Battery separator, membrane, composite material, component, layer, coating film, etc., manufacture, test of such separator, membrane, composite material, component, layer, coating film, etc. And / or use and / or lithium ion batteries, lithium ion rechargeable batteries, other batteries, etc. (batteries, cells, packs, etc.) including such separators, membranes, composites, components, layers, coatings, etc. Accumulator, capacitor, etc.). Such lithium ion batteries, high temperature batteries, other batteries, cells, packs or the like may be any shape, size and / or large electric vehicle (EV), prism, button, envelope, box It may be any large shape, size and / or configuration, cylindrical, flat, rectangular, such as a mold, wound, z-fold and / or the like.

本発明の少なくとも１つの選択された実施態様は、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止するだけでなく、電池が高温度の一定時間維持されるときに、好ましくは実質的な電池機能（イオン移動、放電）を維持する高温または超高温微多孔質電池セパレータ、膜、複合材料、構成要素、層、被覆膜その類似品などに向けられており、そのようなセパレータ、膜、複合材料、層、被覆膜および／またはその類似物などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜、複合材料、層、被覆膜および／またはその類似物などを含む高融点電池に向けられている。
リチウム―イオン電池の製造業者は、高温（例えば、約１６０度摂氏（℃）状態にあるか、好ましくは約１８０度Ｃで、より好ましくは、約２００度Ｃで、最も好ましくは約２２０度Ｃ以上）で、少なくとも一定時間（例えば、少なくとも５分、好ましくは少なくとも１５分、よりこのましくは少なくとも６０分以上）少なくとも部分的に機能することができるリチウム−イオン再充電可能な電池を達成しようと努力している。そのような部分的に機能することは、少なくとも短い時間間の高温で物理的に隔離された電極（陽極および陰極）を維持することを少なくとも含み、そして、少なくとも電極間での少なくとも部分的なイオンの流れ、およびより好ましくはほぼ完全なイオンの流れを含む。例えば、好ましいセパレータの１枚の層、被覆膜または構成要素は、約１６０℃で、より好ましくは約１８０℃で、さらに好ましくは約２００℃で、特に好ましくは約２００℃で、最も好ましくは約２２０℃以上で、少なくとも５分、好ましくは１５分間、電極（陽極および陰極）を隔離し、少なくとも１つの層、被覆膜または構成要素が約１６０℃で部分的に機能する（例えば、１３０℃でシャットダウンしない）。 At least one selected embodiment of the present invention not only prevents contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a period of time, but also when the battery is maintained at a high temperature for a period of time. Are preferably directed to high temperature or ultra-high temperature microporous battery separators, membranes, composite materials, components, layers, coatings and the like that maintain substantial battery function (ion transfer, discharge), etc. Manufacturing, testing and / or use of such separators, membranes, composites, layers, coatings and / or the like, and / or such separators, membranes, composites, layers, coatings And / or analogs thereof and the like.
Lithium-ion battery manufacturers are at elevated temperatures (eg, about 160 degrees Celsius (° C.), preferably about 180 degrees C, more preferably about 200 degrees C, and most preferably about 220 degrees C. To achieve a lithium-ion rechargeable battery capable of at least partially functioning for at least a certain period of time (eg, at least 5 minutes, preferably at least 15 minutes, more preferably at least 60 minutes or more). We are striving for. Such partial functioning at least includes maintaining physically isolated electrodes (anode and cathode) at high temperatures for at least a short period of time, and at least at least partial ions between the electrodes And, more preferably, a substantially complete ion flow. For example, one layer, coating film or component of a preferred separator is at about 160 ° C, more preferably at about 180 ° C, even more preferably at about 200 ° C, particularly preferably at about 200 ° C, most preferably Isolate the electrodes (anode and cathode) for at least 5 minutes, preferably 15 minutes, above about 220 ° C., and at least one layer, coating or component partially functions at about 160 ° C. (eg, 130 Do not shut down at ℃).

他の実施態様において、多分に好ましいセパレータ、層、被覆膜または構成要素は、約１８０℃において少なくとも５分間、好ましくは、少なくとも１５分間、そして、特に好ましくは、少なくとも６０分間、電極（陽極および陰極）を物理的に隔離し、電極間の少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする（例えば、１３０℃でシャットダウンしない）。さらに他の実施態様において、多分に好ましいセパレータ、層、被覆膜または構成要素は、約２００℃において少なくとも５分間、好ましくは、少なくとも１５分間、そして、特に好ましくは、少なくとも６０分間、電極（陽極および陰極）を物理的に隔離し、約１８０℃において電極間の少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする（例えば、１３０℃でシャットダウンしない）。さらに他の実施態様において、約２２０℃において少なくとも５分間、好ましくは、少なくとも１５分間、そして、特に好ましくは、少なくとも６０分間、電極（陽極および陰極）を物理的に隔離し、電極間の少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする（例えば、１３０℃でシャットダウンしない）。   In other embodiments, the most preferred separator, layer, coating or component is an electrode (anode and anode) at about 180 ° C. for at least 5 minutes, preferably at least 15 minutes, and particularly preferably at least 60 minutes. The cathode) is physically isolated to allow at least partial ion flow between the electrodes (eg, do not shut down at 130 ° C.). In still other embodiments, the most preferred separator, layer, coating or component is an electrode (anode) at about 200 ° C. for at least 5 minutes, preferably at least 15 minutes, and particularly preferably at least 60 minutes. And the cathode) are physically isolated to allow at least partial ion flow between the electrodes at about 180 ° C. (eg, do not shut down at 130 ° C.). In still other embodiments, the electrodes (anode and cathode) are physically isolated at least at least a portion between the electrodes at about 220 ° C. for at least 5 minutes, preferably at least 15 minutes, and particularly preferably at least 60 minutes. To allow typical ion flow (eg, do not shut down at 130 ° C.).

リチウムイオン再充電可能電池が高温で機能するためには、電池は好ましくは高温で機能する微多孔質電池セパレータ（または少なくとも１以上の層、被覆膜または構成要素）を含み、高温で溶融せず、高融点を有し、少なくとも一定の短い時間電極（陽極及び陰極）を物理的に隔離することによって高温で少なくとも部分的に機能し、および／または類似の機能を有する少なくとも１つの層、被覆膜または構成要素を有する。多分により好ましい高温セパレータは、高融点、好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃、さらに好ましくは＞２００℃、最も好ましくは＞２２０度Ｃを有し、電池が一定の間、好ましくは少なくとも５分間、より好ましくは１５分間、さらにより好ましくは６０分間高温に維持されるとき陽極と陰極間の接触を防止するに必要な高レベルの大きさおよび／または構造完全性を有し、少なくとも一定の間、好ましくは少なくとも５分間、より好ましくは１５分間、さらにより好ましくは６０分間高温に維持されるとき電極間の少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする少なくとも１つの層、被覆膜または構成要素を有する。
多分により好ましい高温セパレータは、高融点、好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃、さらに好ましくは＞２００℃、最も好ましくは＞２２０度Ｃを有し、電池が一定の間、高い温度に維持されるとき、陽極および陰極との接触を防止するために必要な高レベルの大きさまたは構造完全性を有する。 In order for a lithium ion rechargeable battery to function at high temperatures, the battery preferably includes a microporous battery separator (or at least one layer, coating or component) that functions at high temperatures and is melted at high temperatures. At least one layer having a high melting point and at least partially functioning at high temperature by physically isolating the electrodes (anode and cathode) for at least a certain short time and / or having a similar function, Has a coating or component. Perhaps more preferred high temperature separators have a high melting point, preferably> 160 ° C., more preferably> 180 ° C., more preferably> 200 ° C., most preferably> 220 ° C., while the battery is constant, preferably at least Having a high level of size and / or structural integrity necessary to prevent contact between the anode and cathode when maintained at elevated temperature for 5 minutes, more preferably 15 minutes, and even more preferably 60 minutes, at least constant At least one layer that enables at least partial ion flow between the electrodes when maintained at an elevated temperature during, preferably at least 5 minutes, more preferably 15 minutes, and even more preferably 60 minutes It has a component.
Perhaps more preferred high temperature separators have a high melting point, preferably> 160 ° C., more preferably> 180 ° C., more preferably> 200 ° C., most preferably> 220 degrees C. When maintained, it has the high level of size or structural integrity necessary to prevent contact with the anode and cathode.

多分に最も好適な高温セパレータは、約２５０℃以上（高いTgポリマー）のガラス転移温度（Tg．）を有し、電解質中で約５０℃以下のTg抑制（電解質中約２００℃以上の有効なTg）を有するポリマーを含む少なくとも１つの層を有し、電池が一定の間高温に維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止するのに十分な大きさまたは構造完全性の高い水準を有する少なくとも一つの層を有する。好ましくは高Tgポリマーは少なくとも一つの溶媒または溶媒混合物に可溶性であり、より好ましくは、高いTgポリマーは少なくとも一つの適度にＤＭＡｃのような少なくとも１つの適度に揮発性の溶媒に溶解する。   Perhaps the most suitable high temperature separator has a glass transition temperature (Tg.) Of about 250 ° C. or higher (high Tg polymer) and has a Tg suppression of about 50 ° C. or lower in the electrolyte (effective at about 200 ° C. or higher in the electrolyte). A level of sufficient size or structural integrity sufficient to prevent contact with the anode and cathode when the battery is maintained at an elevated temperature for a period of time, having at least one layer comprising a polymer having Tg) Having at least one layer. Preferably the high Tg polymer is soluble in at least one solvent or solvent mixture, more preferably the high Tg polymer is soluble in at least one moderately volatile solvent such as at least one moderately DMAc.

少なくとも特定の実施例によれば、電池が高い温度、好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃、特に好ましくは＞２００℃、最も好ましくは＞２２０℃に、一定の時間、好ましくは少なくとも５分間、より好ましくは、少なくとも１５分間、そして、特に好ましくは、少なくとも６０分間、維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止し、かつ、好ましくは約１６０℃で、より好ましくは、１８０℃で、最も好ましくは２２０℃で電極間の少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする、十分な高レベルの大きさまたは構造完全性（好ましくは両方とも）の高い水準を有する少なくとも一つの層または構成要素を有する高融点セパレータを有することが、たいへん望ましい。そのようなセパレータは、非シャットダウン高融点完全性（ＨＴＭＩ）セパレータ（ＮＳＨＴＭＩＳ）と呼
ばれる。 According to at least certain embodiments, the battery is at a high temperature, preferably> 160 ° C., more preferably> 180 ° C., particularly preferably> 200 ° C., most preferably> 220 ° C. for a certain time, preferably at least 5 Minutes, more preferably at least 15 minutes, and particularly preferably when maintained for at least 60 minutes, to prevent contact with the anode and cathode and preferably at about 160 ° C., more preferably 180 At least one layer having a sufficiently high level of magnitude or a high level of structural integrity (preferably both) that allows at least partial ion flow between the electrodes at 220 ° C., most preferably at 220 ° C. Or it is highly desirable to have a high melting point separator with components. Such a separator is referred to as a non-shutdown high melting point integrity (HTMI) separator (NSHTMIS).

少なくとも選択された実施例によれば、多分に好適な本発明のセパレータは、高いガラス転移温度（Tg．）ポリマーまたはその混合物（充填剤または粒子を有する場合も混合物と呼ぶ）で少なくとも１つの面が被覆されている多孔膜、または高Tgポリマーまたはその混合物（充填材を含むか含まない）を使用する少なくとも１つの層を有する単独の（単層であるか複層の）多孔質膜を含む高融点電池セパレータである。好ましくは高Tgポリマーは少なくとも一つの溶媒または溶媒混合物に可溶性あり、より好ましくは、高TgポリマーはＤＭＡｃのような少なくとも一つの適度に揮発性の溶媒に可溶性である。
多分に最も好適な高温セパレータは、約２５０℃以上（高いTgポリマー）のガラス転移温度（Tg．）を有する少なくとも一つの層を有し、電解質中で約５０℃以下のTg抑制（電解質中約２００℃以上の有効なTg）を有する高Tgポリマーを含む少なくとも１つの層を有し、電池が一定の間高温に維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止し、電極間の少なくとも部分的なイオンの流れを提供または可能にするのに十分な高レベルの大きさまたは構造完全性を有する。 According to at least selected embodiments, the separator of the present invention, which is possibly suitable, is at least one surface with a high glass transition temperature (Tg.) Polymer or mixture thereof (also referred to as a mixture, also with fillers or particles). Or a single (single or multi-layer) porous membrane having at least one layer using a high Tg polymer or mixture thereof (with or without fillers) It is a high melting point battery separator. Preferably the high Tg polymer is soluble in at least one solvent or solvent mixture, more preferably the high Tg polymer is soluble in at least one moderately volatile solvent such as DMAc.
Perhaps the most suitable high temperature separator has at least one layer having a glass transition temperature (Tg.) Of about 250 ° C. or higher (high Tg polymer) and has a Tg suppression of about 50 ° C. or lower in the electrolyte (about about 30% in the electrolyte). Having at least one layer comprising a high Tg polymer having an effective Tg) of 200 ° C. or higher, preventing contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a period of time, and at least between the electrodes Has a high level of size or structural integrity sufficient to provide or enable partial ion flow.

選択された実施例によれば、少なくとも一つの本発明の目的は、少なくとも短時間の間、リチウム−イオン再充電可能電池（電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサ、等）において、最高２５０℃までその物理的な構造を保持することができる少なくとも一層、構成要素または被覆膜を有する高融点のリチウム―イオン再充電可能電池セパレータ、膜、複合材料を提供することである。この特に好ましいセパレータ、膜または複合材料は、これに限定されないが、ポリ・イミダゾール、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアラミド、ポリスルホン、芳香族ポリエステル類、ポリ・ケトン類および／またはこれらの混合、混合物およびそれらの組み合わせのような少なくとも２５０℃のガラス転移温度（Tg．）を有するポリマー、混合物、またはこれらの組合せを含む。この多分に好ましいセパレータ、膜または複合材料は、微多孔質系膜またはフィルムに適用される単一または２重の高Tgポリマー微多孔質性コーティング（高温フィルターまたは粒子を有するまたは有しない）を含むか、これから構成される。あるいは、多分に好適なセパレータまたは膜は、独立の高Tgポリマー微多孔質セパレータまたは膜（高温充填材または粒子の有無にかかわらず）であり得る。他の多分に好ましい、セパレータ、膜または複合材料は、少なくとも１つの高Tgポリマー微多孔質層、被覆なくまたは構成要素（高温充填材または粒子の有無にかかわらず）を含み得る。更に、他の好適なセパレータ、膜または複合材料は、高Tgポリマー微多孔質基部膜またはフィルム（高融点充填材を含むか含まない）に塗布される単面または二面高Tgポリマー微多孔質被覆膜（高融点充填材を含むか含まない）を含むかまたはからなる。   According to selected embodiments, at least one object of the present invention is to achieve up to 250 ° C. in lithium-ion rechargeable batteries (batteries, cells, packs, accumulators, capacitors, etc.) for at least a short time. It is to provide a high melting point lithium-ion rechargeable battery separator, membrane, composite material having at least one layer, component or coating membrane capable of retaining its physical structure. This particularly preferred separator, membrane or composite material includes, but is not limited to, poly-imidazole, polybenzimidazole (PBI), polyimide, polyamideimide, polyaramid, polysulfone, aromatic polyester, polyketones and / or these. And polymers, mixtures, or combinations thereof having a glass transition temperature (Tg.) Of at least 250 ° C., such as mixtures, mixtures and combinations thereof. This highly preferred separator, membrane or composite material comprises a single or double high Tg polymer microporous coating (with or without high temperature filters or particles) applied to a microporous membrane or film. Or consist of this. Alternatively, a possibly suitable separator or membrane may be an independent high Tg polymer microporous separator or membrane (with or without hot filler or particles). Other possibly preferred separators, membranes or composites may include at least one high Tg polymer microporous layer, uncoated or constituent (with or without hot filler or particles). In addition, other suitable separators, membranes or composite materials are single-sided or double-sided high Tg polymer microporous materials applied to high Tg polymer microporous base membranes or films (with or without high melting point fillers). Includes or consists of a coating film (with or without high melting point filler).

さらに他の多分に好ましいセパレータは静電紡糸された高Tgポリマー微多孔質膜からなることができる。少なくとも選択された実施例によれば、多分に好適な発明のセパレータは、高ガラス転移温度（Tg）ポリマー、好ましくはポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）または他のポリマーとＰＢＩの混合物の静電紡糸ナノ繊維コーティングを一面または好ましくは両面上に有する多孔質膜から構成される高融点電池セパレータである。ＰＢＩが好ましいが、ポリアラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデンと混合のコポリマー、混合物および／またはそれらの組み合わせのような他のポリマーとＰＢＩの混合物が用いられることもできる。
他の多分に好ましいセパレータは、静電紡糸された高Tgポリマー、高Tgポリマーの混合物、または高Tgポリマーと他のポリマーの１以上の層または被覆膜を有することができる。ＰＩＢが好ましいが、ＰＢＩと、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ化ポリビニリデン、フッ化ポリビニリデンとのコポリマー、および混合、混合物および／またはこれらの組合せも使用される。 Yet another possibly preferred separator can comprise an electrospun high Tg polymer microporous membrane. According to at least selected embodiments, a possibly suitable inventive separator is an electrospun nanofiber of a high glass transition temperature (Tg) polymer, preferably polybenzimidazole (PBI) or a mixture of other polymers and PBI. A refractory battery separator comprising a porous membrane having a coating on one or preferably both sides. PBI is preferred, but mixtures of PBI with other polymers such as polyaramid, polyimide, polyamideimide, polyvinylidene fluoride, copolymers of vinylidene fluoride and mixtures, mixtures and / or combinations thereof may also be used.
Other possibly preferred separators can have electrospun high Tg polymers, mixtures of high Tg polymers, or one or more layers or coatings of high Tg polymers and other polymers. Although PIB is preferred, copolymers of PBI and polyamides, polyimides, polyamideimides, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride, and mixtures, mixtures and / or combinations thereof are also used.

他の多分に好ましいセパレータは、高Tgポリマー、高Tgポリマーの混合物、または高Tgポリマーと他のポリマーの少なくとも１つの膜またはフィルム、および静電紡糸高Tgポリマー、高Tgポリマーの混合または静電紡糸高Tgポリマー、高Tgポリマーの混合、または他のポリマーとTgポリマーの少なくとも１つの層または被覆膜を有することができる。
少なくとも選択された実施例によれば、多分に好ましい本発明のセパレータは、高ガラス点移温度（Tg）ポリマーまたは他のポリマーと高Tgポリマーの少なくとも１つの多孔質膜またはフィルムを含む非シャットダウン超高融点微多孔質電池セパレータである。ＰＢＩが好ましいが、ＰＢＩと、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ化ポリビニリデン、フッ化ポリビニリデンとのコポリマー、および混合、混合物および／またはこれらの組合せも使用される。 Other possibly preferred separators are high Tg polymers, mixtures of high Tg polymers, or at least one film or film of high Tg polymers and other polymers, and electrospun high Tg polymers, blends of high Tg polymers or electrostatic It can have a spun high Tg polymer, a mixture of high Tg polymers, or at least one layer or coating of other polymers and Tg polymers.
According to at least selected embodiments, a highly preferred separator of the present invention is a non-shutdown ultrathin comprising at least one porous membrane or film of high glass point transition temperature (Tg) polymer or other polymer and high Tg polymer. It is a high melting point microporous battery separator. Although PBI is preferred, copolymers of PBI and polyamides, polyimides, polyamideimides, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride, and mixtures, mixtures and / or combinations thereof are also used.

少なくとも選択されたセパレータまたは膜の実施例において、高Tgポリマーは熱可塑性ポリマーからなる微多孔質構造系膜上へ被覆することができる。好ましくは、高Tgポリマーは少なくとも１つの適度に揮発性の溶媒に可溶性である。熱可塑性ポリマーとしては、限定はされないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンおよび／または混合、混合物またはそれらの組み合わせのようなポリオレフィンが挙げられる。この種のポリオレフィン微多孔質系膜は、ノースカロライナ州、シャーロットのセルガードＬＬＣから入手可能である。微多孔質系膜は、例えば、ノースカロライナ州、シャーロットのセルガードＬＬＣ、ノースカロライナの乾燥伸長法（登録商標Ｃｅｌｇａｒｄ乾燥伸長法として公知の）、または韓国のセルガード韓国、日本の旭および日本の東燃の相分離または抽出法として公知の湿式法によって製造することができる。基部の膜は、ポリプロピレンまたはポリエチレンの単一膜または多層膜、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレン（ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ）またはポリエチレン／ポリプロピレン／ポリエチレン）ＰＥ／ＰＰ／ＰＥ）のような３層膜、２層膜（ＰＰ／ＰＥまたはＰＥ／ＰＰ）等でよい。   In at least selected separator or membrane embodiments, the high Tg polymer can be coated onto a microporous structured membrane comprised of a thermoplastic polymer. Preferably, the high Tg polymer is soluble in at least one moderately volatile solvent. Thermoplastic polymers include, but are not limited to, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene and / or blends, mixtures or combinations thereof. This type of polyolefin microporous membrane is available from Celgard LLC of Charlotte, North Carolina. The microporous membrane can be, for example, a Celgard LLC, Charlotte, North Carolina, a dry stretch method of North Carolina (known as the Celgard dry stretch method), or a Celgard Korea, Asahi of Japan, and Tonen phase separation of Japan. Or it can manufacture by a well-known wet method as an extraction method. The base film is a single layer or multilayer film of polypropylene or polyethylene, a three-layer film such as polypropylene / polyethylene / polypropylene (PP / PE / PP) or polyethylene / polypropylene / polyethylene) PE / PP / PE), two layers A membrane (PP / PE or PE / PP) or the like may be used.

例えば、ポリプロピレンのようないくつかの基部膜またはフィルムは、膜の表層特徴を改変するために、または高Tgポリマー被覆またはナノスケール静電紡糸繊維と基部膜の一面または両面との密着性を改良するために前処理を必要とすることがある。
本発明の少なくとも１つの実施態様によれば、本発明の少なくとも１つの目的は、リチウム−イオン再充電可能な電池（またはセル、パック、アキュムレータ、コンデンサおよび／または類似物）において少なくとも短時間の間、２００℃まで、好ましくは２５０℃まで物理的構造を保持することができる少なくとも１つの層または被覆膜を有する高溶融点微多孔質リチウム―イオン再充電電池セパレータ、膜または複合材料を提供することである。このように特に好ましいセパレータ、膜または複合材料は、１６０℃を超える、より好ましくは１８０℃を超える、最も好ましくは少なくとも２００℃の電解液中で有効なガラス転移温度を有する１以上のポリマーからなるか、を含む少なくとも１つの層を有する。好ましくは、セパレータ、膜または構成要素は、これに限定されないが、ポリ・イミダゾール、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアラミド、ポリスルホン、芳香族ポリエステル類、ポリ・ケトン類および／またはこれらの混合、混合物およびそれらの組み合わせのような少なくとも２５０℃のガラス転移温度（Tg）を有するポリマー、混合物、またはこれらの組合せを含む。この多分に好ましいセパレータ、膜または複合材料は、微多孔質基部膜またはフィルムに塗布される単一または２重の高Tgポリマー微多孔質性コーティング（高温フィルターまたは粒子を有するまたは有しない）を含むか、これから構成される。あるいは、多分に好適なセパレータまたは膜は、独立の高Tgポリマー微多孔質セパレータまたは膜（高温充填材または粒子の有無にかかわらず）であり得る。他の多分に好ましい、セパレータ、膜または複合材料は、少なくとも１つの高Tgポリマー微多孔質層（高温充填材または粒子を有するか有しない）を有する。 For example, some base films or films such as polypropylene improve the surface layer characteristics of the film or improve the adhesion between high Tg polymer coated or nanoscale electrospun fibers and one or both sides of the base film Pre-processing may be required to do this.
According to at least one embodiment of the present invention, at least one object of the present invention is to provide a lithium-ion rechargeable battery (or cell, pack, accumulator, capacitor and / or the like) for at least a short time. A high melting point microporous lithium-ion rechargeable battery separator, membrane or composite having at least one layer or coating membrane capable of retaining a physical structure up to 200 ° C, preferably up to 250 ° C That is. Thus, particularly preferred separators, membranes or composites consist of one or more polymers having an effective glass transition temperature in an electrolyte solution above 160 ° C., more preferably above 180 ° C., most preferably at least 200 ° C. Or at least one layer containing. Preferably, the separator, membrane or component includes, but is not limited to, poly-imidazole, polybenzimidazole (PBI), polyimide, polyamideimide, polyaramid, polysulfone, aromatic polyester, polyketones and / or these. Polymers, mixtures, or combinations thereof having a glass transition temperature (Tg) of at least 250 ° C. such as mixtures, mixtures, and combinations thereof. This possibly preferred separator, membrane or composite comprises a single or double high Tg polymer microporous coating (with or without high temperature filters or particles) applied to a microporous base membrane or film. Or consist of this. Alternatively, a possibly suitable separator or membrane may be an independent high Tg polymer microporous separator or membrane (with or without hot filler or particles). Other possibly preferred separators, membranes or composites have at least one high Tg polymer microporous layer (with or without hot filler or particles).

さらに他の好ましいセパレータは、微多孔質基部膜またはフィルムに塗布される静電紡糸された、単面または二面の高Tg微多孔質被覆膜を含むか、これからなる。少なくとも選択された実施態様によれば、多分に好ましい発明のセパレータは、高ガラス転移温度（Tg）ポリマー、好ましくはポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、またはＰＢＩと他のポリマーの混合の静電紡糸ナノ繊維被覆を有する多孔質膜からなる高融点電池セパレータである。ＰＢＩが好ましいが、ＰＢＩとポリアラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ化ポリビニリデンおよびフッ化ポリビニリデンのコポリマー、混合、混合物および／またはこれらの組み合わせのようなポリマーとの混合物も用いることができる。 Yet another preferred separator comprises or consists of an electrospun single-sided or double-sided high Tg microporous coating membrane applied to a microporous base membrane or film. According to at least selected embodiments, a highly preferred inventive separator is an electrospun nanofiber of high glass transition temperature (Tg) polymer, preferably polybenzimidazole (PBI), or a mixture of PBI and other polymers. A high melting point battery separator made of a porous film having a coating. Although PBI is preferred, mixtures of PBI with polymers such as polyaramide, polyimide, polyamideimide, polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride copolymers, blends, mixtures and / or combinations thereof may also be used.

選択された実施例によれば、少なくとも一つの本発明の目的は、少なくとも短い時間の間リチウム―イオン再充電可能電池（セル、パック、電池、アキュムレータ、コンデンサ、等）において２５０℃までその物理的な構造を保持することができる高融点被覆または静電紡糸被覆リチウム―イオン再充電可能な電池セパレータまたは膜を提供することにある。この特に多分に好ましいセパレータまたは膜は、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）または他のポリマーとＰＢＩの混合の静電紡糸ナノ繊維層を多微硬質系膜の一面または好ましくは両面に適用されるものである。好ましい静電紡糸されたナノ繊維被覆膜は、直径１０〜２，０００ナノメートル、好ましくは直径２０〜１，０００ナノメートル、より好ましくは直径２５〜８００ナノメートル、最も好ましくは直径３０〜６００ナノメートの範囲であるナノスケールＰＢＩ繊維からなる。高融点微多孔質リチウム−イオン再充電可能電池セパレータ膜のナノスケール静電紡糸コーティングの好ましい目標重量は、１．０〜８．０ｇ／ｍ２以上、好ましくは２．０〜６．０ｇ／ｍ２、より好ましくは２．２〜５．０ｇ／ｍ２および最も好ましくは２．５〜５．０ｇ／ｍ２である。好ましい繊維は、５０００倍率のＳＥＭにより観察するとき繊維は平滑な表面外観を有する。静電紡糸プロセスは、散乱したスパゲッティの表面に似て無秩序な状態で基部微多孔質膜の表面にナノスケールＰＢＩ繊維を蒸着することができる。 According to selected embodiments, at least one object of the present invention is to achieve its physical properties up to 250 ° C. in lithium-ion rechargeable batteries (cells, packs, batteries, accumulators, capacitors, etc.) for at least a short time. It is an object of the present invention to provide a high-melting point coating or electrospun coated lithium-ion rechargeable battery separator or membrane capable of maintaining a simple structure. This particularly preferred separator or membrane is one in which an electrospun nanofiber layer of polybenzimidazole (PBI) or a mixture of other polymers and PBI is applied to one or preferably both sides of a multi-rigid membrane. . Preferred electrospun nanofiber coatings have a diameter of 10 to 2,000 nanometers, preferably a diameter of 20 to 1,000 nanometers, more preferably a diameter of 25 to 800 nanometers, and most preferably a diameter of 30 to 600. It consists of nanoscale PBI fibers that are in the nanometer range. The preferred target weight of the nanoscale electrospinning coating of the high melting point microporous lithium-ion rechargeable battery separator membrane is 1.0-8.0 g / m 2 or more, preferably 2.0-6.0 g / m. 2 , more preferably 2.2 to 5.0 g / m 2 and most preferably 2.5 to 5.0 g / m 2 . Preferred fibers have a smooth surface appearance when viewed with a 5000 magnification SEM. The electrospinning process can deposit nanoscale PBI fibers on the surface of the base microporous membrane in a disordered manner similar to the surface of the scattered spaghetti.

静電紡糸法は、多孔質系膜の多孔構造または多孔性に有害な影響なく、すなわち、ナノスケールの静電紡糸繊維が基部膜の孔をふさがずに、微多孔質膜上へポリアラミド、ポリイミドおよびポリアミドイミドおよび混合、混合物および／またはこれらの組合せのような他のポリマーまたはポリマーを有するＰＢＩまたはＰＢＩ混合のような高Tgポリマーをコーティングすることができる。静電紡糸プロセスは、ナノスケール繊維自体は多孔性である必要はなく、微多孔質系膜上へナノスケール繊維の形で高Tgポリマーを塗布する方法を提供する。繊維のすきまが、必要な開口部または多孔性を提供する。静電紡糸ナノスケール高Tgポリマー繊維に孔を形成する工程は必要とされない。静電紡糸プロセスにおいて、高Tgポリマーは溶媒中に溶解する。静電紡糸繊維の形成中、溶媒は蒸発する。概して、浸漬被覆またはグラビアコートの微多孔質系膜上へポリマーを塗布する方法は、塗布された膜をポリマー溶媒を除去することのために設計される浴槽に浸されることを必要とする。本発明の高Tgポリマーを微多孔質膜上に塗布するか、または単独膜を形成する静電紡糸法は、膜での多孔質構造体を形成するために溶媒を除去する浸入ステップまたは抽出ステップが必要とされないので、製造の点から他の方法より単純である。静電紡糸は、微小孔構造高い溶融温度を生じる微多孔質膜上にナノスケールの高Tgポリマー繊維を塗布してリチウム―イオン再充電可能な電池セパレータ、膜、複合材料などを製造するためのより安価な製造方法である。 The electrospinning method does not adversely affect the porous structure or porosity of the porous membrane, that is, the nano-scale electrospun fibers do not block the pores of the base membrane, and the polyaramide, polyimide And high Tg polymers such as PBI or PBI blends with polyamideimides and other polymers or polymers such as blends, blends and / or combinations thereof. The electrospinning process does not require the nanoscale fibers themselves to be porous, but provides a method of applying high Tg polymer in the form of nanoscale fibers onto a microporous membrane. The fiber gap provides the necessary opening or porosity. A step of forming pores in the electrospun nanoscale high Tg polymer fiber is not required. In the electrospinning process, the high Tg polymer dissolves in the solvent. During the formation of electrospun fibers, the solvent evaporates. In general, the method of applying a polymer onto a dip-coated or gravure-coated microporous membrane requires that the applied membrane be immersed in a bath designed to remove the polymer solvent. The electrospinning method of applying the high Tg polymer of the present invention onto a microporous membrane or forming a single membrane is an infiltration step or extraction step in which the solvent is removed to form a porous structure in the membrane. Is simpler than other methods in terms of manufacturing. Electrospinning is used to produce lithium-ion rechargeable battery separators, membranes, composites, etc. by applying nanoscale high-Tg polymer fibers on a microporous membrane that produces a high melting temperature with a microporous structure. It is a cheaper manufacturing method.

少なくとも選択されたセパレータまたは膜の実施例において、高Tgポリマーが少なくとも一つの適度に揮発性の溶媒に溶解するならば、高Tgポリマーは熱可塑性ポリマーからなる微多孔質構造系膜上へ被覆することができる。熱可塑性ポリマーとしては、限定はされないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンおよび／または混合、混合物またはそれらの組み合わせのようなポリオレフィンが挙げられる。この種のポリオレフィン微多孔質系膜は、ノースカロライナ州、シャーロットのセルガードＬＬＣから入手可能である。微多孔質系膜は、例えば、ノースカロライナ州、シャーロットのセルガードＬＬＣ、ノースカロライナの乾燥伸長法（登録商標Ｃｅｌｇａｒｄ乾燥伸長法として公知の）、または韓国のセルガード韓国、日本の旭および日本の東燃の相分離または抽出法として公知の湿式法によって製造することができる。基部の膜は、ポリプロピレンまたはポリエチレンの単一膜または多層膜、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレン（ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ）またはポリエチレン／ポリプロピレン／ポリエチレン）ＰＥ／ＰＰ／ＰＥ）のような３層膜、２層膜（ＰＰ／ＰＥまたはＰＥ／ＰＰ）等でよい。   In at least selected separator or membrane embodiments, if the high Tg polymer is soluble in at least one moderately volatile solvent, the high Tg polymer is coated onto a microporous structural membrane of thermoplastic polymer. be able to. Thermoplastic polymers include, but are not limited to, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene and / or blends, mixtures or combinations thereof. This type of polyolefin microporous membrane is available from Celgard LLC of Charlotte, North Carolina. The microporous membrane can be, for example, a Celgard LLC, Charlotte, North Carolina, a dry stretch method of North Carolina (known as the Celgard dry stretch method), or a Celgard Korea, Asahi of Japan, and Tonen phase separation of Japan. Or it can manufacture by a well-known wet method as an extraction method. The base film is a single layer or multilayer film of polypropylene or polyethylene, a three-layer film such as polypropylene / polyethylene / polypropylene (PP / PE / PP) or polyethylene / polypropylene / polyethylene) PE / PP / PE), two layers A membrane (PP / PE or PE / PP) or the like may be used.

例えば、ポリプロピレンのようないくつかの基部膜またはフィルムは、膜の表層特徴を改変するために、または高Tgポリマー被覆またはナノスケール静電紡糸繊維と基部膜の一面または両面との密着性を改良するために前処理を必要とすることがある。前処理としては、これに限定されないが、印刷、伸長、コロナ処理、プラズマ処理、および／またはこれらの１面または両面に界面活性剤被覆のような被覆が挙げられる。 For example, some base films or films such as polypropylene improve the surface layer characteristics of the film or improve the adhesion between high Tg polymer coated or nanoscale electrospun fibers and one or both sides of the base film Pre-processing may be required to do this. Pre-treatments include, but are not limited to, printing, stretching, corona treatment, plasma treatment, and / or a coating such as a surfactant coating on one or both sides thereof.

本発明の目的は、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止し、電池が高温度の一定時間維持されるときに、好ましくは実質的な電池機能（イオン移動、放電）を維持する高温用途、非シャットダウン高融点電池セパレータ、高溶融点微多孔質リチウムイオン再充電電池セパレータ、膜、複合材料、構成要素などを提供することができる。   It is an object of the present invention to prevent contact with the anode and the cathode when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, and preferably when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, preferably a substantial battery function ( High temperature applications that maintain ion migration and discharge), non-shutdown refractory battery separators, high melting point microporous lithium ion rechargeable battery separators, membranes, composite materials, components, and the like can be provided.

選択された実施態様によれば、本発明の少なくとも１つの目的は、構成要素などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜、複合材料、構成要素などを含むリチウムイオン電池、リチウムイオン再充電電池、他の電池など（電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサなどを含む）の必要性に向かっている。このようなリチウムイオン電池、または他の電池、セル、パックまたはその類似品は、大規模な電気自動車（ＥＶ）のような、円筒状、平坦な、箱型、および／またはその類似のようなる円筒状、平坦な、矩形の、大規模ないかなる形、大きさおよび／構成であってもよい。
本発明の少なくとも１つの選択された実施態様は、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止する、高融点微多孔質リチウム―イオン再充電電池セパレータ、膜、フィルム、複合材料などに向けられており、そのようなセパレータ、膜、複合材料、構成要素などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜、複合材料、構成要素などを含むリチウムイオン再充電電池に向けられている。 According to selected embodiments, at least one object of the present invention is to produce, test and / or use components, etc. and / or lithium ions comprising such separators, membranes, composites, components, etc. Towards the need for batteries, lithium ion rechargeable batteries, other batteries (including batteries, cells, packs, accumulators, capacitors, etc.). Such lithium-ion batteries, or other batteries, cells, packs or the like, become cylindrical, flat, box-like, and / or the like, such as a large electric vehicle (EV) It can be any shape, size and / or configuration that is cylindrical, flat, rectangular, and large.
At least one selected embodiment of the present invention provides a refractory microporous lithium-ion rechargeable battery separator, membrane that prevents contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a period of time. , Films, composites, etc., and the manufacture, testing and / or use of such separators, membranes, composites, components, and / or such separators, membranes, composites, components, etc. Is directed to lithium ion rechargeable batteries.

リチウム―イオン電池の製造業者は、少なくとも高温（例えば、約１６０度摂氏（℃）状態にあるか、好ましくは約１８０度Ｃで、より好ましくは、約２００度Ｃで、最も好ましくは約２２０度Ｃ以上）で部分的に機能することができるリチウム−イオン再充電可能な電池を達成しようと努力している。そのような部分的に機能することは、少なくとも短い時間の高温で物理的に隔離された電極（陽極および陰極）を維持することを少なくとも含み、そして、少なくとも電極間でのイオンの流れ、または完全なイオンの流れさえも許容したシャットダウン、完全なシャットダウン、部分的なシャットダウンを含む。例えば、セパレータの１枚の層は約１３０℃でシャットダウンするが、そのセパレータの他の層は好ましくは電極（陽極および陰極）を物理的に少なくとも、約１６０℃で、より好ましくは約１８０℃で、さらに好ましくは約２００℃で、最も約２００度Ｃで、最も好ましくは約２２０℃以上で、少なくとも５分、好ましくは１５分間、隔離するが、これが高温で部分的に機能することである。他の実施態様では、多分に好適なセパレータは、少なくとも５分間、好ましくは少なくとも１５分間、より好ましくは少なくとも６０分間、物電極（陽極および陰極）を物理的に隔離すること保って、約１８０℃で、電極間で少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする（例えば、１３０℃でシャットダウンする）。他の実施形態では、多分に好適なセパレータは、約２００℃において、少なくとも５分間、より好ましくは少なくとも１５分間、さらに好ましくは少なくとも６０分間、電極間で少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする。他の実施形態では、多分に好ましいセパレータは、２２０℃以上において、少なくとも５分間、好ましくは少なくとも１５分間、そして、より好ましくは少なくとも６０分間電極（陽極および陰極）電極間で少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする。   The manufacturer of the lithium-ion battery is at least at a high temperature (eg, about 160 degrees Celsius (° C.), preferably about 180 degrees C, more preferably about 200 degrees C, and most preferably about 220 degrees C. Efforts are being made to achieve lithium-ion rechargeable batteries that can partially function at (C or higher). Such partial functioning includes at least maintaining physically isolated electrodes (anode and cathode) at high temperatures for at least a short time, and at least the flow of ions between the electrodes, or complete This includes shutdowns that allow even the flow of ions, complete shutdowns, and partial shutdowns. For example, one layer of the separator shuts down at about 130 ° C., while the other layers of the separator preferably have electrodes (anode and cathode) physically at least at about 160 ° C., more preferably at about 180 ° C. More preferably at about 200 ° C., most at about 200 ° C., most preferably at about 220 ° C. and above for at least 5 minutes, preferably 15 minutes, which is partially functional at high temperatures. In other embodiments, a possibly suitable separator is about 180 ° C., keeping the physical electrodes (anode and cathode) physically isolated for at least 5 minutes, preferably at least 15 minutes, more preferably at least 60 minutes. To allow at least partial ion flow between the electrodes (eg, shut down at 130 ° C.). In other embodiments, a possibly suitable separator allows at least partial ion flow between the electrodes at about 200 ° C. for at least 5 minutes, more preferably at least 15 minutes, and even more preferably at least 60 minutes. . In other embodiments, a highly preferred separator is at least partially ionic between electrodes (anode and cathode) at 220 ° C. or higher for at least 5 minutes, preferably at least 15 minutes, and more preferably at least 60 minutes. Enable flow.

リチウムイオン再充電可能電池が高温で機能するためには、電池は好ましくは高温で機能する微多孔質電池セパレータ（または少なくとも１以上の層、被覆膜または構成要素）を含み、高温で溶融せず、高融点を有し、少なくとも一定の短い時間電極（陽極及び陰極）を物理的に隔離することによって高温で少なくとも部分的に機能し、および／または類似の機能を有する少なくとも１つの層、被覆膜または構成要素を有する。多分により好ましい高温セパレータは、高融点、好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃、さらに好ましくは＞２００℃、最も好ましくは＞２２０℃を有し、電池が一定の間、好ましくは少なくとも５分間、より好ましくは１５分間、さらにより好ましくは６０分間高温に維持されるとき陽極と陰極間の接触を防止するに必要な高レベルの大きさおよび／または構造完全性を有し、少なくとも一定の間、好ましくは少なくとも５分間、より好ましくは１５分間、さらにより好ましくは６０分間高温に維持されるとき電極間の少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする少なくとも１つの層、被覆膜または構成要素を有する。   In order for a lithium ion rechargeable battery to function at high temperatures, the battery preferably includes a microporous battery separator (or at least one layer, coating or component) that functions at high temperatures and is melted at high temperatures. At least one layer having a high melting point and at least partially functioning at high temperature by physically isolating the electrodes (anode and cathode) for at least a certain short time and / or having a similar function, Has a coating or component. Perhaps a more preferred high temperature separator has a high melting point, preferably> 160 ° C., more preferably> 180 ° C., more preferably> 200 ° C., most preferably> 220 ° C., while the battery is constant, preferably at least 5 Having a high level of size and / or structural integrity necessary to prevent contact between the anode and the cathode when maintained at elevated temperature for 15 minutes, more preferably 15 minutes, and even more preferably 60 minutes, at least constant At least one layer, coating or configuration that allows at least partial ion flow between the electrodes when maintained at elevated temperature for a period of time, preferably at least 5 minutes, more preferably 15 minutes, and even more preferably 60 minutes Has an element.

多分により好ましい高温セパレータは、高融点、好ましくは＞１８０℃、より好ましくは＞２５０℃を有し、電池が一定の間、高い温度に維持されるとき、陽極および陰極との接触を防止するために必要な高レベルの大きさまたは構造完全性を有する。
多分に最も好適な、高温セパレータは、約２５０℃以上（高いTgポリマー）のガラス転移温度（Tg）を有し、電解質中で約５０℃以下のTg抑制（電解質中約２００℃以上の有効なTg）を有するポリマーを含む少なくとも１つの層を有し、電池が一定の間高温に維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止するのに十分な大きさまたは構造完全性の高い水準を有する少なくとも一つの層を有する。高いTgポリマーは少なくとも一つの溶媒または溶媒混合物に可溶性であり、好ましくは、高いTgポリマーは少なくとも一つの適度にＤＭＡｃのような少なくとも１つの適度に揮発性の溶媒に溶解する。 Perhaps a more preferred high temperature separator has a high melting point, preferably> 180 ° C, more preferably> 250 ° C, to prevent contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a period of time. Have the high level of size or structural integrity required for
Perhaps the most preferred high temperature separator has a glass transition temperature (Tg) of about 250 ° C. or higher (high Tg polymer) and a Tg suppression of about 50 ° C. or lower in the electrolyte (effective in the electrolyte of about 200 ° C. or higher). A level of sufficient size or structural integrity sufficient to prevent contact with the anode and cathode when the battery is maintained at an elevated temperature for a period of time, having at least one layer comprising a polymer having Tg) Having at least one layer. The high Tg polymer is soluble in at least one solvent or solvent mixture, preferably the high Tg polymer is soluble in at least one moderately volatile solvent such as at least one moderately DMAc.

少なくとも特定の実施例によれば、電池が高い温度、好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃、特に好ましくは＞２００℃、最も好ましくは＞２２０℃に、一定の時間、好ましくは少なくとも５分間、より好ましくは、少なくとも１５分間、そして、特に好ましくは、少なくとも６０分間、維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止し、場合により、好ましくは約１２０℃で、より好ましくは、１２５℃で、最も好ましくは１３０℃で選択的にシャットダウンを提供する、十分な大きさまたは構造完全性（好ましくは両方とも）の高い水準を有する少なくとも一つの層を有する高融点セパレータを有することは、たいへん望ましい。そのようなセパレータは、シャットダウンを有する高融点完全性（ＨＴＭＩ）セパレータと呼ばれる。   According to at least certain embodiments, the battery is at a high temperature, preferably> 160 ° C., more preferably> 180 ° C., particularly preferably> 200 ° C., most preferably> 220 ° C. for a certain time, preferably at least 5 Minutes, more preferably at least 15 minutes, and particularly preferably when maintained for at least 60 minutes, to prevent contact with the anode and cathode, optionally at preferably about 120 ° C., more preferably, Having a refractory separator having at least one layer of sufficient magnitude or high level of structural integrity (preferably both) that provides selective shutdown at 125 ° C., most preferably 130 ° C. Very desirable. Such separators are referred to as high melting point integrity (HTMI) separators with shutdown.

少なくとも選択された実施例によれば、多分に好適な本発明のセパレータは、高いガラス転移温度（Tg）ポリマーまたはその混合物（充填剤または粒子を有する場合も混合物と呼ぶ）で少なくとも１つの面が被覆されている多孔膜、または高Tgポリマーまたはその混合物を使用する少なくとも１つの層を有する単独の（単層であるか複層の）多孔質膜を含む高融点電池セパレータである。多分に好適なものは、非熱設定高Tgポリマーまたは混合である。好ましくは、この高Tgポリマーは少なくとも１つの溶媒または溶媒混合液に可溶性であり、より好ましくは、高TgポリマーはDMAｃのような少なくとも適度に揮発性を有する溶媒に可溶性である。   According to at least selected embodiments, the separator of the present invention, which is probably suitable, has at least one surface with a high glass transition temperature (Tg) polymer or mixture thereof (also referred to as a mixture, even with fillers or particles). A refractory battery separator comprising a coated porous membrane, or a single (single or multi-layer) porous membrane having at least one layer using a high Tg polymer or mixture thereof. Probably suitable are non-heat setting high Tg polymers or blends. Preferably, the high Tg polymer is soluble in at least one solvent or solvent mixture, more preferably the high Tg polymer is soluble in at least a moderately volatile solvent such as DMAc.

多分に最も好適な高温セパレータは、約２５０℃以上（高いTgポリマー）のガラス転移温度（Tg．）を有する少なくとも一つの層を有し、電解質中で約５０℃以下のTg抑制（電解質中約２００℃以上の有効なTg）を有する高Tgポリマーを含む少なくとも１つの層を有し、電池が一定の間高温に維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止するのに十分な高レベルの大きさまたは構造完全性を有する。好ましい高Tgポリマーは少なくとも１つの溶媒または溶媒混合液に可溶性であり、より好ましくは、高TgポリマーはDMAｃのような少なくとも適度に揮発性を有する溶媒に可溶性である。   Perhaps the most suitable high temperature separator has at least one layer having a glass transition temperature (Tg.) Of about 250 ° C. or higher (high Tg polymer) and has a Tg suppression of about 50 ° C. or lower in the electrolyte (about about 30% in the electrolyte). Having at least one layer comprising a high Tg polymer with an effective Tg) of 200 ° C. or higher and high enough to prevent contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a period of time Has level magnitude or structural integrity. Preferred high Tg polymers are soluble in at least one solvent or solvent mixture, more preferably the high Tg polymer is soluble in at least moderately volatile solvents such as DMAc.

選択された実施例によれば、少なくとも一つの本発明の目的は、少なくとも短時間の間、リチウム−イオン再充電可能電池（電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサ、等）において、２００℃まで、好ましくは最高２５０℃までその物理的な構造を保持することができる少なくとも１つの層または被覆膜を有する高融点のリチウム―イオン再充電可能電池セパレータ、膜または複合材料を提供することである。この特に好ましいセパレータ、膜または複合材料は、これに限定されないが、ポリ・イミダゾール、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアラミド、ポリスルホン、芳香族ポリエステル類、ポリ・ケトン類および／またはこれらの混合、混合物およびそれらの組み合わせのような少なくとも２５０℃のガラス転移温度（Tg．）を有するポリマー、混合物、またはこれらの組合せを含む。この多分に好ましいセパレータ、膜または複合材料は、微多孔質系膜またはフィルムに適用される単一または２重の高Tgポリマー微多孔質性コーティング（高温フィルターまたは粒子を有するまたは有しない）を含むか、これから構成される。あるいは、多分に好適なセパレータまたは膜は、独立の高Tgポリマー微多孔質セパレータまたは膜（高温充填材または粒子の有無にかかわらず）であり得る。他の多分に好ましい、セパレータ、膜または複合材料は、少なくとも１つの高いTgポリマーで微多孔質層（高温充填材または粒子の有無にかかわらず）を有する。   According to selected embodiments, at least one object of the present invention is to at least 200 hours in lithium-ion rechargeable batteries (batteries, cells, packs, accumulators, capacitors, etc.) for at least a short time, It is preferable to provide a high melting point lithium-ion rechargeable battery separator, membrane or composite material having at least one layer or coating that can retain its physical structure up to 250 ° C. This particularly preferred separator, membrane or composite material includes, but is not limited to, poly-imidazole, polybenzimidazole (PBI), polyimide, polyamideimide, polyaramid, polysulfone, aromatic polyester, polyketones and / or these. And polymers, mixtures, or combinations thereof having a glass transition temperature (Tg.) Of at least 250 ° C., such as mixtures, mixtures and combinations thereof. This highly preferred separator, membrane or composite material comprises a single or double high Tg polymer microporous coating (with or without high temperature filters or particles) applied to a microporous membrane or film. Or consist of this. Alternatively, a possibly suitable separator or membrane may be an independent high Tg polymer microporous separator or membrane (with or without hot filler or particles). Other possibly preferred separators, membranes or composites have a microporous layer (with or without hot filler or particles) with at least one high Tg polymer.

少なくとも選択されたセパレータまたは膜の実施例において、高Tgポリマーが少なくとも一つの適度に揮発性の溶媒に溶解するならば、高Tgポリマーは熱可塑性ポリマーからなる微多孔質構造系膜上へ被覆することができる。熱可塑性ポリマーとしては、限定はされないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンおよび／または混合、混合物またはそれらの組み合わせのようなポリオレフィンが挙げられる。この種のポリオレフィン微多孔質系膜は、ノースカロライナ州、シャーロットのセルガードＬＬＣから入手可能である。微多孔質系膜は、例えば、ノースカロライナ州、シャーロットのセルガードＬＬＣ、ノースカロライナの乾燥伸長法（登録商標Ｃｅｌｇａｒｄ乾燥伸長法として公知の）、または韓国のセルガード韓国、日本の旭および日本の東燃の相分離または抽出法として公知の湿式法によって製造することができる。基部の膜は、ポリプロピレンまたはポリエチレンの単一膜または多層膜、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレン（ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ）またはポリエチレン／ポリプロピレン／ポリエチレン）ＰＥ／ＰＰ／ＰＥ）のような３層膜、２層膜（ＰＰ／ＰＥまたはＰＥ／ＰＰ）等でよい。   In at least selected separator or membrane embodiments, if the high Tg polymer is soluble in at least one moderately volatile solvent, the high Tg polymer is coated onto a microporous structural membrane of thermoplastic polymer. be able to. Thermoplastic polymers include, but are not limited to, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene and / or blends, mixtures or combinations thereof. This type of polyolefin microporous membrane is available from Celgard LLC of Charlotte, North Carolina. The microporous membrane can be, for example, a Celgard LLC, Charlotte, North Carolina, a dry stretch method of North Carolina (known as the Celgard dry stretch method), or a Celgard Korea, Asahi of Japan, and Tonen phase separation of Japan. Or it can manufacture by a well-known wet method as an extraction method. The base film is a single layer or multilayer film of polypropylene or polyethylene, a three-layer film such as polypropylene / polyethylene / polypropylene (PP / PE / PP) or polyethylene / polypropylene / polyethylene) PE / PP / PE), two layers A membrane (PP / PE or PE / PP) or the like may be used.

例えば、ポリプロピレンのようないくつかの基部膜またはフィルムは、膜の表層特徴を改変するために、または高Tgポリマー被覆またはナノスケール静電紡糸繊維と基部膜の一面または両面との密着性を改良するために前処理を必要とすることがある。前処理としては、これに限定されないが、印刷、伸長、コロナ処理、プラズマ処理、および／またはこれらの１面または両面に界面活性剤被覆のような被覆が挙げられる。 For example, some base films or films such as polypropylene improve the surface layer characteristics of the film or improve the adhesion between high Tg polymer coated or nanoscale electrospun fibers and one or both sides of the base film Pre-processing may be required to do this. Pre-treatments include, but are not limited to, printing, stretching, corona treatment, plasma treatment, and / or a coating such as a surfactant coating on one or both sides thereof.

本発明の少なくとも１つの実施態様は、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止する、少なくとも特定の高温の用途のための改良された新規な電池セパレータ、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止し、電池が高温度の一定時間維持されるときに、好ましくは実質的な電池機能（イオン移動、放電）を維持する高温用途、非シャットダウン高融点微多孔質電池セパレータ、高融点微多孔質リチウムイオン再充電電池セパレータ、超高融点微多孔質電池セパレータ、超高融点微多孔質高温リチウムイオン再充電電池セパレータ、電池セパレータ、膜、複合材料、構成要素、層、被覆膜など、そのようなセパレータ、膜、複合材料、構成要素、層、被覆膜などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレー
タ、膜、複合材料、構成要素、層、被覆膜などを含むリチウムイオン電池、リチウムイオン再充電電池、他の電池など（電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサなどを含む）に関する。このようなリチウムイオン電池、高温電池、他の電池、セル、パックまたはその類似品は、いかなる形状も、サイズおよび／または、大規模な電気自動車（ＥＶ）、角柱、ボタン状、封筒型、箱型、折り型、巻型および／またはその類似のようなる円筒状、平坦な、矩形の、大規模ないかなる形、大きさおよび／構成であってもよい。 At least one embodiment of the present invention is an improved novel battery separator for at least certain high temperature applications that prevents contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a period of time. When the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, contact with the anode and the cathode is prevented, and when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, preferably a substantial battery function (ion transfer, discharge) is achieved. High temperature application to maintain, non-shutdown high melting point microporous battery separator, high melting point microporous lithium ion rechargeable battery separator, ultrahigh melting point microporous battery separator, ultrahigh melting point microporous high temperature lithium ion rechargeable battery separator, Manufacturing, testing of battery separators, membranes, composite materials, components, layers, coatings, etc., such separators, membranes, composites, components, layers, coatings, etc. And / or use and / or lithium ion batteries, lithium ion rechargeable batteries, other batteries, etc. (batteries, cells, packs, etc.) including such separators, membranes, composite materials, components, layers, coatings, etc. Accumulator, capacitor, etc.). Such lithium ion batteries, high temperature batteries, other batteries, cells, packs or the like may be any shape, size and / or large electric vehicle (EV), prism, button, envelope, box It may be any large shape, size and / or configuration, cylindrical, flat, rectangular, such as a mold, fold, roll and / or the like.

本発明の少なくとも他の選択された実施態様は、電池が高温度に一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止するだけでなく、電池が高温度の一定時間維持されるときに、好ましくは実質的な電池機能（イオン移動、放電）を維持する高温または超高温微多孔質電池セパレータ、膜、複合材料、構成要素、層、被覆膜その類似品などに向けられており、そのようなセパレータ、膜、複合材料、層、被覆膜および／またはその類似物などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜、複合材料、層、被覆膜および／またはその類似物などを含む高融点電池に向けられている。   At least other selected embodiments of the present invention not only prevent contact with the anode and cathode when the battery is maintained at an elevated temperature for a period of time, but also when the battery is maintained at an elevated temperature for a period of time. Are preferably directed to high temperature or ultra-high temperature microporous battery separators, membranes, composite materials, components, layers, coatings and the like that maintain substantial battery function (ion transfer, discharge), etc. Manufacturing, testing and / or use of such separators, membranes, composites, layers, coatings and / or the like, and / or such separators, membranes, composites, layers, coatings And / or analogs thereof and the like.

リチウム―イオン電池の製造業者は、高温（例えば、約１６０度摂氏（℃）状態にあるか、好ましくは約１８０℃で、より好ましくは、約２００℃で、最も好ましくは約２２０℃以上）で、少なくとも一定時間少なくとも部分的に機能することができるリチウム−イオン再充電可能な電池を達成しようと努力している。そのような部分的に機能することは、少なくとも短い時間の高温で物理的に隔離された電極（陽極および陰極）を維持することを少なくとも含み、そして、少なくとも電極間での少なくとも部分的なイオンの流れ、およびより好ましくはほぼ完全なイオンの流れを含む。例えば、好ましいセパレータの１枚の層、被覆膜または構成要素は、約１６０℃で、より好ましくは約１８０℃で、さらに好ましくは約２００℃で、特に好ましくは約２００℃で、最も好ましくは約２２０℃以上
で、少なくとも５分、好ましくは１５分間、より好ましくは６０分間以上、電極（陽極および陰極）を隔離し、少なくとも１つの層、被覆膜または構成要素が約１６０℃で部分的に機能する（例えば、１３０℃でシャットダウンしない）。他の実施態様では、多分に好適なセパレータは、少なくとも５分間、好ましくは少なくとも１５分間、より好ましくは少なくとも６０分間、物電極（陽極および陰極）を物理的に隔離すること保って、約１８０℃で、電極間で少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする（例えば、１３０℃でシャットダウンする）。他の実施形態では、多分に好適なセパレータは、約２００℃において、少なくとも５分間、より好ましくは少なくとも１５分間、さらに好ましくは少なくとも６０分間、電極間で少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする。他の実施形態では、多分に好ましいセパレータは、２２０℃以上において、少なくとも５分間、好ましくは少なくとも１５分間、そして、より好ましくは少なくとも６０分間電極（陽極および陰極）電極間で少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする。 Manufacturers of lithium-ion batteries are at elevated temperatures (eg, at about 160 degrees Celsius (° C.), preferably at about 180 ° C., more preferably at about 200 ° C., and most preferably at about 220 ° C. or higher). Efforts have been made to achieve a lithium-ion rechargeable battery that can function at least partially for at least a certain period of time. Such partial functioning includes at least maintaining physically isolated electrodes (anode and cathode) at a high temperature for at least a short time, and at least of at least partial ions between the electrodes Stream, and more preferably a nearly complete stream of ions. For example, one layer, coating film or component of a preferred separator is at about 160 ° C, more preferably at about 180 ° C, even more preferably at about 200 ° C, particularly preferably at about 200 ° C, most preferably Isolate electrodes (anode and cathode) for at least 5 minutes, preferably 15 minutes, more preferably 60 minutes or more at about 220 ° C. or higher and at least one layer, coating film or component is partially at about 160 ° C. (Eg, do not shut down at 130 ° C.). In other embodiments, a possibly suitable separator is about 180 ° C., keeping the physical electrodes (anode and cathode) physically isolated for at least 5 minutes, preferably at least 15 minutes, more preferably at least 60 minutes. To allow at least partial ion flow between the electrodes (eg, shut down at 130 ° C.). In other embodiments, a possibly suitable separator allows at least partial ion flow between the electrodes at about 200 ° C. for at least 5 minutes, more preferably at least 15 minutes, and even more preferably at least 60 minutes. . In other embodiments, a highly preferred separator is at least partially ionic between electrodes (anode and cathode) at 220 ° C. or higher for at least 5 minutes, preferably at least 15 minutes, and more preferably at least 60 minutes. Allows flow.

リチウムイオン再充電可能電池が高温で機能するためには、電池は好ましくは高温で機能する微多孔質電池セパレータ（または少なくとも１以上の層、被覆膜または構成要素）を含み、高温で溶融せず、高融点を有し、少なくとも一定の短い時間電極（陽極及び陰極）を物理的に隔離することによって高温で少なくとも部分的に機能し、および／または類似の機能を有する少なくとも１つの層、被覆膜または構成要素を有する。多分により好ましい高温セパレータは、高融点、好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃、さらに好ましくは＞２００℃、最も好ましくは＞２２０℃を有し、電池が一定の間、好ましくは少なくとも５分間、より好ましくは１５分間、さらにより好ましくは６０分間高温に維持されるとき陽極と陰極間の接触を防止するに必要な高レベルの大きさおよび／または
構造完全性を有し、少なくとも一定の間、好ましくは少なくとも５分間、より好ましくは１５分間、さらにより好ましくは６０分間高温に維持されるとき電極間の少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする少なくとも１つの層、被覆膜または構成要素を有する。 In order for a lithium ion rechargeable battery to function at high temperatures, the battery preferably includes a microporous battery separator (or at least one layer, coating or component) that functions at high temperatures and is melted at high temperatures. At least one layer having a high melting point and at least partially functioning at high temperature by physically isolating the electrodes (anode and cathode) for at least a certain short time and / or having a similar function, Has a coating or component. Perhaps a more preferred high temperature separator has a high melting point, preferably> 160 ° C., more preferably> 180 ° C., more preferably> 200 ° C., most preferably> 220 ° C., while the battery is constant, preferably at least 5 Having a high level of size and / or structural integrity necessary to prevent contact between the anode and the cathode when maintained at elevated temperature for 15 minutes, more preferably 15 minutes, and even more preferably 60 minutes, at least constant At least one layer, coating or configuration that allows at least partial ion flow between the electrodes when maintained at elevated temperature for a period of time, preferably at least 5 minutes, more preferably 15 minutes, and even more preferably 60 minutes Has elements.

多分により好ましい高温セパレータは、高融点、好ましくは＞１８０℃、より好ましくは＞２５０℃を有し、電池が一定の間、高い温度に維持されるとき、陽極および陰極との接触を防止するために必要な高レベルの大きさまたは構造完全性を有する。
多分に最も好適な、高温セパレータは、約２５０℃以上（高いTgポリマー）のガラス転移温度（Tg）を有し、電解質中で約５０℃以下のTg抑制（電解質中約２００℃以上の有効なTg）を有するポリマーを含む少なくとも１つの層を有し、電池が一定の間高温に維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止するのに十分な大きさまたは構造完全性の高い水準を有する少なくとも一つの層を有する。高いTgポリマーは少なくとも一つの溶媒または溶媒混合物に可溶性であり、好ましくは、高いTgポリマーは少なくとも一つの適度にＤＭＡｃのような少なくとも１つの適度に揮発性の溶媒に溶解する。 Perhaps a more preferred high temperature separator has a high melting point, preferably> 180 ° C, more preferably> 250 ° C, to prevent contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a period of time. Have the high level of size or structural integrity required for
Perhaps the most preferred high temperature separator has a glass transition temperature (Tg) of about 250 ° C. or higher (high Tg polymer) and a Tg suppression of about 50 ° C. or lower in the electrolyte (effective in the electrolyte of about 200 ° C. or higher). A level of sufficient size or structural integrity sufficient to prevent contact with the anode and cathode when the battery is maintained at an elevated temperature for a period of time, having at least one layer comprising a polymer having Tg) Having at least one layer. The high Tg polymer is soluble in at least one solvent or solvent mixture, preferably the high Tg polymer is soluble in at least one moderately volatile solvent such as at least one moderately DMAc.

少なくとも特定の実施例によれば、電池が高い温度、好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃、特に好ましくは＞２００℃、最も好ましくは＞２２０℃に、一定の時間、好ましくは少なくとも５分間、より好ましくは、少なくとも１５分間、そして、特に好ましくは、少なくとも６０分間、維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止し、かつ、好ましくは約１６０℃で、より好ましくは、１８０℃で、最も好ましくは２２０℃で電極間の少なくとも部分的なイオンの流れを可能にする、十分な高レベルの大きさまたは構造完全性（好ましくは両方とも）の高い水準を有する少なくとも一つの層または構成要素を有する高融点セパレータを有することが、たいへん望ましい。そのようなセパレータは、非シャットダウン高融点完全性（ＨＴＭＩ）セパレータ（ＮＳＨＴＭＩＳ）と呼
ばれる。 According to at least certain embodiments, the battery is at a high temperature, preferably> 160 ° C., more preferably> 180 ° C., particularly preferably> 200 ° C., most preferably> 220 ° C. for a certain time, preferably at least 5 Minutes, more preferably at least 15 minutes, and particularly preferably when maintained for at least 60 minutes, to prevent contact with the anode and cathode and preferably at about 160 ° C., more preferably 180 At least one layer having a sufficiently high level of magnitude or a high level of structural integrity (preferably both) that allows at least partial ion flow between the electrodes at 220 ° C., most preferably at 220 ° C. Or it is highly desirable to have a high melting point separator with components. Such a separator is referred to as a non-shutdown high melting point integrity (HTMI) separator (NSHTMIS).

少なくとも選択された実施例によれば、多分に好適な本発明のセパレータは、高いガラス転移温度（Tg．）ポリマーまたはその混合物（充填剤または粒子を有する場合も混合物と呼ぶ）で少なくとも１つの面が被覆されている多孔膜、または高Tgポリマーまたはその混合物（充填材を含むか含まない）を使用する少なくとも１つの層を有する単独の（単層であるか複層の）多孔質膜を含む高融点電池セパレータである。好ましくは高Tgポリマーは少なくとも一つの溶媒または溶媒混合物に可溶性あり、より好ましくは、高TgポリマーはＤＭＡｃのような少なくとも一つの適度に揮発性の溶媒に可溶性である。   According to at least selected embodiments, the separator of the present invention, which is possibly suitable, is at least one surface with a high glass transition temperature (Tg.) Polymer or mixture thereof (also referred to as a mixture, also with fillers or particles). Or a single (single or multi-layer) porous membrane having at least one layer using a high Tg polymer or mixture thereof (with or without fillers) It is a high melting point battery separator. Preferably the high Tg polymer is soluble in at least one solvent or solvent mixture, more preferably the high Tg polymer is soluble in at least one moderately volatile solvent such as DMAc.

多分に最も好適な高温セパレータは、約２５０℃以上（高いTgポリマー）のガラス転移温度（Tg．）を有する少なくとも一つの層を有し、電解質中で約５０℃以下のTg抑制（電解質中約２００℃以上の有効なTg）を有する高Tgポリマーを含む少なくとも１つの層を有し、電池が一定の間高温に維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止するのに十分な高レベルの大きさまたは構造完全性を有する。好ましい高Tgポリマーは少なくとも１つの溶媒または溶媒混合液に可溶性であり、より好ましくは、高TgポリマーはDMAｃのような少なくとも適度に揮発性を有する溶媒に可溶性である。   Perhaps the most suitable high temperature separator has at least one layer having a glass transition temperature (Tg.) Of about 250 ° C. or higher (high Tg polymer) and has a Tg suppression of about 50 ° C. or lower in the electrolyte (about about 30% in the electrolyte). Having at least one layer comprising a high Tg polymer with an effective Tg) of 200 ° C. or higher and high enough to prevent contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a period of time Has level magnitude or structural integrity. Preferred high Tg polymers are soluble in at least one solvent or solvent mixture, more preferably the high Tg polymer is soluble in at least moderately volatile solvents such as DMAc.

選択された実施例によれば、少なくとも一つの本発明の目的は、少なくとも短時間の間、リチウム−イオン再充電可能電池（電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサ、等）において、２５０℃までその物理的な構造を保持することができる少なくとも１つの層または被覆膜を有する高融点微多孔質リチウム―イオン再充電可能電池セパレータ、膜または複合材料を提供することである。この多分に好ましいセパレータ、膜または複合材料は、１６０℃を超える、より好ましくは１８０℃を超える、最も好ましくは少なくとも２００℃の電解液中で有効なガラス転移温度を有する１以上のポリマーからなるか、を含む少なくとも１つの層を有する。好ましくは、セパレータ、膜または構成要素は、これに限定されないが、ポリ・イミダゾール、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアラミド、ポリスルホン、芳香族ポリエステル類、ポリ・ケトン類および／またはこれらの混合、混合物およびそれらの組み合わせのような少なくとも２５０℃のガラス転移温度（Tg）を有するポリマー、混合物、またはこれらの組合せを含む。微多孔質基部膜またはフィルムに塗布される単一または２重の高Tgポリマー微多孔質性コーティング（高温フィルターまたは粒子を有するまたは有しない）を含むか、これから構成される。あるいは、多分に好適なセパレータまたは膜は、独立の高Tgポリマー微多孔質セパレータまたは膜（高温充填材または粒子の有無にかかわらず）であり得る。他の多分に好ましい、セパレータ、膜または複合材料は、少なくとも１つの高Tgポリマー微多孔質層または被覆膜（高温充填材または粒子を有するか有しない）を有する。さらに他の多分に好ましいセパレータ、膜または構成要素は、高Tgポリマー微多孔質基部膜またはフィルム高融点充填材または粒子を含むか、含まない）の片面または二面に塗布される高Tgポリマー多孔質被覆膜を含むか、これからなることができる（高融点充填材または粒子を含むか、含まない）。   According to selected embodiments, at least one object of the present invention is to recharge the lithium-ion rechargeable battery (battery, cell, pack, accumulator, capacitor, etc.) up to 250 ° C. for at least a short time. It is to provide a refractory microporous lithium-ion rechargeable battery separator, membrane or composite material having at least one layer or coating membrane that can retain the physical structure. Does this highly preferred separator, membrane or composite material consist of one or more polymers having an effective glass transition temperature in an electrolyte solution above 160 ° C, more preferably above 180 ° C, and most preferably at least 200 ° C? , Including at least one layer. Preferably, the separator, membrane or component includes, but is not limited to, poly-imidazole, polybenzimidazole (PBI), polyimide, polyamideimide, polyaramid, polysulfone, aromatic polyester, polyketones and / or these. Polymers, mixtures, or combinations thereof having a glass transition temperature (Tg) of at least 250 ° C. such as mixtures, mixtures, and combinations thereof. Includes or consists of a single or double high Tg polymer microporous coating (with or without high temperature filter or particles) applied to a microporous base membrane or film. Alternatively, a possibly suitable separator or membrane may be an independent high Tg polymer microporous separator or membrane (with or without hot filler or particles). Other possibly preferred separators, membranes or composites have at least one high Tg polymer microporous layer or coating (with or without high temperature fillers or particles). Still other highly preferred separators, membranes or components are high Tg polymer porous coated on one or both sides of high Tg polymer microporous base membrane or film with or without high melting point fillers or particles) Can comprise or consist of a porous coating (with or without high melting point fillers or particles).

さらに他の好ましいセパレータは、微多孔質基部膜またはフィルムに塗布される静電紡糸された、単面または二面の高Tg微多孔質被覆膜を含むか、これからなる。少なくも選択された実施態様によれば、多分に好ましい発明のセパレータは、高ガラス転移温度（Tg）ポリマー、好ましくはポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、またはＰＢＩと他のポリマーの混合の静電紡糸ナノ繊維被覆を有する多孔質膜からなる高融点電池セパレータである。ＰＢＩが好ましいが、ＰＢＩとポリアラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ化ポリビニリデンおよびフッ化ポリビニリデンのコポリマー、混合、混合物および／またはこれらの組み合わせのようなポリマーとの混合物も用いることができる。 Yet another preferred separator comprises or consists of an electrospun single-sided or double-sided high Tg microporous coating membrane applied to a microporous base membrane or film. According to at least selected embodiments, the separator of the preferred invention perhaps, high glass transition temperature (Tg) of the polymer, preferably poly benzimidazole (PBI), or PBI electrostatic spinning nano mixing other polymers A high melting point battery separator made of a porous membrane having a fiber coating. Although PBI is preferred, mixtures of PBI with polymers such as polyaramide, polyimide, polyamideimide, polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride copolymers, blends, mixtures and / or combinations thereof may also be used.

少なくとも選択されたセパレータまたは膜の実施例において、高Tgポリマーは熱可塑性ポリマーからなる微多孔質構造系膜上へ被覆することができる。好ましくは、高Tgポリマーは少なくとも１つの適度に揮発性の溶媒に可溶性である。熱可塑性ポリマーとしては、限定はされないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンおよび／または混合、混合物またはそれらの組み合わせのようなポリオレフィンが挙げられる。この種のポリオレフィン微多孔質系膜は、ノースカロライナ州、シャーロットのセルガードＬＬＣから入手可能である。微多孔質系膜は、例えば、ノースカロライナ州、シャーロットのセルガードＬＬＣ、ノースカロライナの乾燥伸長法（登録商標Ｃｅｌｇａｒｄ乾燥伸長法として公知の）、または韓国のセルガード韓国、日本の旭および日本の東燃の相分離または抽出法として公知の湿式法によって製造することができる。基部の膜は、ポリプロピレンまたはポリエチレンの単一膜または多層膜、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレン（ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ）またはポリエチレン／ポリプロピレン／ポリエチレン）ＰＥ／ＰＰ／ＰＥ）のような３層膜、２層膜（ＰＰ／ＰＥまたはＰＥ／ＰＰ）等でよい。   In at least selected separator or membrane embodiments, the high Tg polymer can be coated onto a microporous structured membrane comprised of a thermoplastic polymer. Preferably, the high Tg polymer is soluble in at least one moderately volatile solvent. Thermoplastic polymers include, but are not limited to, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene and / or blends, mixtures or combinations thereof. This type of polyolefin microporous membrane is available from Celgard LLC of Charlotte, North Carolina. The microporous membrane can be, for example, a Celgard LLC, Charlotte, North Carolina, a dry stretch method of North Carolina (known as the Celgard dry stretch method), or a Celgard Korea, Asahi of Japan, and Tonen phase separation of Japan. Or it can manufacture by a well-known wet method as an extraction method. The base film is a single layer or multilayer film of polypropylene or polyethylene, a three-layer film such as polypropylene / polyethylene / polypropylene (PP / PE / PP) or polyethylene / polypropylene / polyethylene) PE / PP / PE), two layers A membrane (PP / PE or PE / PP) or the like may be used.

例えば、ポリプロピレンのようないくつかの基部膜またはフィルムは、膜の表層特徴を改変するために、または高Tgポリマー被覆またはナノスケール静電紡糸繊維と基部膜の一面または両面との密着性を改良するために前処理を必要とすることがある。前処理としては、これに限定されないが、印刷、伸長、コロナ処理、プラズマ処理、および／またはこれらの１面または両面に界面活性剤被覆のような被覆が挙げられる。
本発明の少なくとも１つのある実施態様は、電池が少なくとも一定の極端な条件改良された新規な電池セパレータ、高温用途、非シャットダウン高融点微多孔質電池セパレータ、非シャットダウン高融点微多孔質高融点電池背パレータ、非シャットダウン高融点微多孔質リチウムイオン再充電電池セパレータ、電池セパレータ、膜、複合材料およびその類似物に向けられている。 For example, some base films or films such as polypropylene improve the surface layer characteristics of the film or improve the adhesion between high Tg polymer coated or nanoscale electrospun fibers and one or both sides of the base film Pre-processing may be required to do this. Pre-treatments include, but are not limited to, printing, stretching, corona treatment, plasma treatment, and / or a coating such as a surfactant coating on one or both sides thereof.
At least one embodiment of the present invention is a novel battery separator in which the battery is improved at least in certain extreme conditions, high temperature applications, non-shutdown high melting point microporous battery separator, non-shutdown high melting point microporous high melting point battery It is directed to back paralators, non-shutdown high melting microporous lithium ion rechargeable battery separators, battery separators, membranes, composite materials and the like.

本発明の少なくとも選択された実施態様は、非シャットダウン高溶融点微多孔質電池セパレータ、膜、複合材料、構成要素など、そのようなセパレータ、膜、複合材料、構成要素などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜、複合材料などを１以上含む電池に向いている。
本発明の少なくとも他の選択された実施態様は、電池が高温度に、一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止する、高融点微多孔質リチウム―イオン再充電電池セパレータ、膜、フィルム、複合材料などに向けられており、そのようなセパレータ、膜、複合材料、構成要素などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜、複合材料、構成要素などを含むリチウムイオン再充電電池に向けられている。 At least selected embodiments of the present invention include non-shutdown high melting point microporous battery separators, membranes, composites, components, etc., manufacturing, testing and / or such separators, membranes, composites, components, etc. Alternatively, it is suitable for use and / or batteries that include one or more of such separators, membranes, composite materials, and the like.
At least other selected embodiments of the present invention provide a refractory microporous lithium-ion rechargeable battery separator that prevents contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a period of time. Directed to membranes, films, composites, etc., manufacture, testing and / or use of such separators, membranes, composites, components, etc. and / or such separators, membranes, composites, components It is aimed at lithium-ion rechargeable batteries including.

本発明の少なくとある目的は、少なくとも一定の極端な条件の電池セパレータ、高温用途、非シャットダウン高融点微多孔質電池セパレータ、非シャットダウン高融点微多孔質高温電池セパレータ、非シャットダウン高融点微多孔質高温電池セパレータ、高融点微多孔質リチウム―イオン再充電電池セパレータ、電池セパレータなど、そのようなセパレータ、膜などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜素などを含む電池、高温電池、リチウムイオン再充電電池、他の電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサなどに向いている。このような電池、セル、パックまたはその類似品は、円筒状、平坦な、角型、大型、大型の自動車（EV）、円柱状、ボタン状、封筒状、箱型および／またはその類似のようないかなる形、大きさおよび／構成であってもよい。
本発明の少なくとも１つの目的は、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止するだけでなく、電池が高温に一定時間維持されるとき陽極と陰極の間のイオンの移動を提供する、非シャットダウン高融点微多孔質リチウム―イオン再充電電池セパレータ、膜などに向けられており、そのようなセパレータ、膜などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜などを含むリチウムイオン再充電電池に向けられている。 At least some of the objectives of the present invention are battery separators of at least certain extreme conditions, high temperature applications, non-shutdown high melting point microporous battery separators, non-shutdown high melting point microporous high temperature battery separators, non-shutdown high melting point microporouss High temperature battery separators, high melting point microporous lithium-ion rechargeable battery separators, battery separators, etc., including the manufacture, testing and / or use of such separators, membranes, and / or such separators, membrane elements, etc. Suitable for batteries, high temperature batteries, lithium ion rechargeable batteries, other batteries, cells, packs, accumulators, capacitors, etc. Such batteries, cells, packs or the like are cylindrical, flat, square, large, large automobile (EV), columnar, button-shaped, envelope-shaped, box-shaped and / or the like. Any shape, size and / or configuration.
At least one object of the present invention is not only to prevent contact between the anode and the cathode when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, but also between the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time. Directed to non-shutdown refractory microporous lithium-ion rechargeable battery separators, membranes, etc., that provide for the movement of ions, manufacture, testing and / or use of such separators, membranes, and / or It is directed to lithium ion rechargeable batteries including such separators, membranes and the like.

本発明の少なくとも１つの選択された実施態様は、電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止するだけでなく、電池が高温に一定時間維持されるとき陽極と陰極の間のイオンの移動の提供を継続する、高温、非常に高温または超高温微多孔質電池セパレータ、膜などに向けられており、そのようなセパレータ、膜などの製造、試験および／または使用、および／またはそのようなセパレータ、膜などを含む高温電池に向けられている。   At least one selected embodiment of the present invention not only prevents contact with the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, but also when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time. Is directed to high temperature, very high temperature or very high temperature microporous battery separators, membranes, etc., that continue to provide ion transfer between the cathode and the cathode, and the manufacture, testing and / or such separators, membranes, etc. It is directed to use and / or high temperature batteries including such separators, membranes and the like.

選択された実施例によれば、少なくとも一つの本発明の目的は、電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサ、等において、最高２５０℃までその物理的な構造を保持することができる高融点微多孔質セパレータまたは膜を提供することである。この特に好ましいセパレータまたは膜は、これに限定されないが、ポリ・イミダゾール、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアラミド、ポリスルホン、芳香族ポリエステル類、ポリ・ケトン類および／またはこれらの混合、混合物およびそれらの組み合わせのような、１６５℃をより大きいガラス転移温度（Tg）、１８０℃おより大きいガラス転移温度（Tg）、より好ましくは２５０℃より大きいガラス転移温度（Tg）を有するポリマー、混合物、またはこれらの組合せを含む１以上のポリマーから好ましくはなる。この多分に好ましいセパレータまたは膜は、微多孔質系基部膜に塗布される片面または両面高Tgポリマー被覆、あるいは、独立の高Tgポリマー微多孔質セパレータまたは膜であり得る。高Tgポリマーは、熱可塑性ポリマーからなる微多孔質基部膜に被覆されることができ、高Tgポリマーは少なくとも１つの適度に揮発性の溶媒に可溶性である。   According to selected embodiments, at least one object of the present invention is to have a high melting point microporous structure capable of maintaining its physical structure up to 250 ° C. in batteries, cells, packs, accumulators, capacitors, etc. Providing a quality separator or membrane. This particularly preferred separator or membrane includes, but is not limited to, poly-imidazole, polybenzimidazole (PBI), polyimide, polyamideimide, polyaramid, polysulfone, aromatic polyesters, polyketones and / or mixtures thereof, A polymer having a glass transition temperature (Tg) greater than 165 ° C., a glass transition temperature (Tg) greater than 180 ° C., more preferably a glass transition temperature (Tg) greater than 250 ° C., such as mixtures and combinations thereof; It preferably consists of one or more polymers comprising a mixture, or a combination thereof. This highly preferred separator or membrane may be a single or double sided high Tg polymer coating applied to the microporous base membrane, or an independent high Tg polymer microporous separator or membrane. The high Tg polymer can be coated on a microporous base membrane composed of a thermoplastic polymer, and the high Tg polymer is soluble in at least one moderately volatile solvent.

熱可塑性ポリマーとしては、これに限定されずに、ポリエチレン、ポリメチルペンテン及び混合、混合物またはこれらの組み合わせが挙げられる。基部の膜は、ポリプロピレンまたはポリエチレンの単一膜または多層膜、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレン（ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ）またはポリエチレン／ポリプロピレン／ポリエチレン（ＰＥ／ＰＰ／ＰＥ）のような３層膜、２層膜（ＰＰ／ＰＥまたはＰＥ／ＰＰ）等でよい。
例えば、ポリプロピレンのようないくつかの基部膜またはフィルムは、膜の表層特徴を改変するために、または高Tgポリマー被覆またはナノスケール静電紡糸繊維と基部膜の一面または両面との密着性を改良するために前処理を必要とすることがある。前処理としては、これに限定されないが、印刷、伸長、コロナ処理、プラズマ処理、および／またはこれらの１面または両面に界面活性剤被覆のような被覆が挙げられる。 Thermoplastic polymers include, but are not limited to, polyethylene, polymethylpentene, and mixtures, mixtures, or combinations thereof. The base film is a single layer or multilayer film of polypropylene or polyethylene, a three layer film such as polypropylene / polyethylene / polypropylene (PP / PE / PP) or polyethylene / polypropylene / polyethylene (PE / PP / PE), two layers A membrane (PP / PE or PE / PP) or the like may be used.
For example, some base films or films such as polypropylene improve the surface layer characteristics of the film or improve the adhesion between high Tg polymer coated or nanoscale electrospun fibers and one or both sides of the base film Pre-processing may be required to do this. Pre-treatments include, but are not limited to, printing, stretching, corona treatment, plasma treatment, and / or a coating such as a surfactant coating on one or both sides thereof.

さらに他の好ましいセパレータは、静電紡糸されたナノ繊維を含む微多孔質被覆膜であり得あり得る。少なくとも選択された実施態様によれば、多分に好ましい発明のセパレータは、高ガラス転移温度（Tg）ポリマー、好ましくはポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、またはＰＢＩと他のポリマーの混合の静電紡糸ナノ繊維を有する多孔質膜からなる高融点電池セパレータである。ＰＢＩが好ましいが、ＰＢＩとポリアラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ化ポリビニリデンおよびフッ化ポリビニリデンのコポリマー、混合、混合物および／またはこれらの組み合わせのようなポリマーとの混合物も用いることができる。 Yet another preferred separator can be a microporous coating comprising electrospun nanofibers. According to at least selected embodiments, a highly preferred inventive separator is an electrospun nanofiber of high glass transition temperature (Tg) polymer, preferably polybenzimidazole (PBI), or a mixture of PBI and other polymers. A high melting point battery separator made of a porous film having Although PBI is preferred, mixtures of PBI with polymers such as polyaramide, polyimide, polyamideimide, polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride copolymers, blends, mixtures and / or combinations thereof may also be used.

少なくとも１つの実施例によれば、本発明の目的は、高温電池において、最高２５０℃までその物理的な構造を保持することができる超高融点微多孔質セパレータを提供することである。
少なくとも選択された実施例によれば、高Tgポリマーは、コーティング・スロットダイ、ドクターブレード、マイヤー・ロッドまたは直接であるか逆グラビア・タイプ回転によってコーティング溶液において塗布されることができる。高Tgポリマーを溶媒、例えば、ジメチルアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎメチル・ピロリジノン、１，４ジオキサン、アセトン、その他に溶かすことによって被覆溶液が準備される。被覆溶液は、更に、１）高Tgポリマーの非溶媒、２）架橋剤、例えばジ・ハロゲン化物、ジアルデヒドまたは二塩化酸、３）被覆の均一性を改良するための界面活性剤、４）無機球体、例えばＡ１２０３、Ｔｉ０２、ＣａＣ０３、ＢａＳ０４、二酸化ケイ素カーバイド、窒化ホウ素または５）有機ポリマー、例えば、粉末状のＰＴＦＥまたは他の化学的に不活発な、小さい（好ましくは２ミクロン未満、より好ましくは、１ミクロン未満）乾燥した、および、高融点のものを含むことができる。
高Tgポリマーの使用の後に、膜は、ゲル化浴槽（図１を参照）に浸されることができる。ゲル化浴槽は非溶媒または非溶媒の混合物からなる単一の浴槽、または、ゲル化浴槽は溶媒およびの非溶媒の混合物を含む一連の浴槽から成ることができる。被覆作業が一連の浴槽から成る場合には、最終的な浴槽は非溶媒または非溶媒の混合物から成らなければならない。塗布ダイおよびゲル化浴槽の間の距離が空気とのコーティング混合の接触を防止するために最小化されなければならない点に留意する必要がある。浴槽は、室温か、室温以下、または高い温度であることができる。 According to at least one embodiment, an object of the present invention is to provide an ultra-high melting point microporous separator capable of maintaining its physical structure up to 250 ° C. in a high temperature battery.
According to at least selected embodiments, high Tg polymer can be applied in the coating solution by coating slot die, doctor blade, Meyer rod or direct or reverse gravure type rotation. A coating solution is prepared by dissolving the high Tg polymer in a solvent such as dimethylamide (DMAc), N methyl pyrrolidinone, 1,4 dioxane, acetone, and the like. The coating solution further comprises 1) a non-solvent for the high Tg polymer, 2) a crosslinker such as a dihalide, dialdehyde or dichloric acid, 3) a surfactant to improve the coating uniformity, 4) Inorganic spheres, such as A1 2 0 3 , Ti0 2 , CaC0 3 , BaS0 4 , silicon dioxide carbide, boron nitride or 5) organic polymers such as powdered PTFE or other chemically inert, small (preferably (Less than 2 microns, more preferably less than 1 micron) can be included, dry and high melting.
After the use of high Tg polymer, the membrane can be immersed in a gelling bath (see FIG. 1). The gelling bath can consist of a single bath consisting of a non-solvent or a mixture of non-solvents, or the gelling bath can consist of a series of baths containing a solvent and a mixture of non-solvents. If the coating operation consists of a series of baths, the final bath must consist of a non-solvent or a mixture of non-solvents. It should be noted that the distance between the application die and gelling bath must be minimized to prevent coating mixing contact with air. The bathtub can be at room temperature, below room temperature, or at an elevated temperature.

ゲル化浴槽ステップは、ベース膜上へ高Tgポリマーを沈着させ、ポリマー溶媒を除去し、高Tgポリマー被覆または層の多孔質構造体を生成する役割を果たす。浴槽組成および浴槽の温度の選択によって、ポリマーの沈殿率、および基部の膜、フィルム又は支持体上に形成される多孔質被覆または層の多孔質性および孔構造を制御する。
被覆膜、フィルムまたは支持体は、オーブン中で乾燥することができ、フィルムの収縮またはカーリングを防止するために、テンター・フレーム上で乾燥することができる。最終的な高Tgポリマー被覆または層の厚さは、好ましくは被覆微多孔質膜を有して１〜２０μｍまたは好ましくは５〜４０μｍの総厚みを有するセパレータでもよい。少なくともある多分に好ましい実施例において、ＨＴＭＩセパレータを形成するために、ポリオレフィン微多孔質膜の少なくとも片面、好ましくは両面において少なくとも約４μｍ、好ましくは少なくとも約６μｍの被覆を有することが好ましい。 The gelling bath step serves to deposit high Tg polymer on the base membrane, remove the polymer solvent, and create a porous structure of high Tg polymer coating or layer. The choice of bath composition and bath temperature controls the rate of polymer precipitation and the porosity and pore structure of the porous coating or layer formed on the base membrane, film or support.
The coating, film or support can be dried in an oven and dried on a tenter frame to prevent film shrinkage or curling. The final high Tg polymer coating or layer thickness may preferably be a separator having a coated microporous membrane and a total thickness of 1-20 μm or preferably 5-40 μm. In at least some possibly preferred embodiments, it is preferred to have a coating of at least about 4 μm, preferably at least about 6 μm on at least one side, preferably both sides, of the polyolefin microporous membrane to form an HTMI separator.

少なくとも選択された実施例によれば、多分に好ましいセパレータは、微多孔質基部膜またはフィルムに塗布される静電紡糸された、単面または二面の高Tg微多孔質被覆膜を含むか、これからなる。少なくとも選択された実施態様によれば、多分に好ましい発明のセパレータは、高ガラス転移温度（Tg）ポリマー、好ましくはポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、またはＰＢＩと他のポリマーの混合の静電紡糸ナノ繊維被覆を有する多孔質膜からなる高融点電池セパレータである。ＰＢＩが好ましいが、ＰＢＩとポリアラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ化ポリビニリデンおよびフッ化ポリビニリデンのコポリマー、混合、混合物および／またはこれらの組み合わせのようなポリマーとの混合物も用いることができる。 According to at least selected embodiments, a possibly preferred separator comprises an electrospun single-sided or double-sided high Tg microporous coating membrane applied to a microporous base membrane or film. It will be from this. According to at least selected embodiments, a highly preferred inventive separator is an electrospun nanofiber of high glass transition temperature (Tg) polymer, preferably polybenzimidazole (PBI), or a mixture of PBI and other polymers. A high melting point battery separator made of a porous film having a coating. Although PBI is preferred, mixtures of PBI with polymers such as polyaramide, polyimide, polyamideimide, polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride copolymers, blends, mixtures and / or combinations thereof may also be used.

選択された実施例によれば、本発明の少なくとも１つの目的は、リチウム−イオン再充電電池（電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサ、等）において、２５０℃までその物理的な構造を保持することができる高融点被覆または静電紡糸微多孔質セパレータまたは膜を提供することである。この特に好ましいセパレータまたは膜は、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、またはＰＢＩと他のポリマーの混合の静電紡糸ナノ繊維を構成する。静電紡糸法は、ＰＢＩのような高TgポリマーまたはＰＢＩの混合とポリアラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ化ポリビニリデンおよびフッ化ポリビニリデンのコポリマー、混合、混合物および／またはこれらの組み合わせのようなポリマーとを組み合わせる。 According to selected embodiments, at least one object of the present invention is to maintain its physical structure up to 250 ° C. in lithium-ion rechargeable batteries (batteries, cells, packs, accumulators, capacitors, etc.). It is to provide a high melting point coating or electrospun microporous separator or membrane that can be made. This particularly preferred separator or membrane constitutes electrospun nanofibers of polybenzimidazole (PBI) or a mixture of PBI and other polymers. Electrospinning is a high Tg polymer such as PBI or a polymer such as a blend of PBI and polyaramid, polyimide, polyamideimide, polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride, blends, mixtures and / or combinations thereof. And combine.

他の多分に好ましい本発明のセパレータは、少なくとも片面に、好ましくは両面（多孔性基部フィルムの両側）に、高ガラス転移温度（Tg）ポリマー、好ましくはポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）の静電紡糸ナノ繊維被覆を有する静電紡糸微多孔質電池セパレータである。ＰＢＩが好ましいが、ＰＢＩとポリアラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ化ポリビニリデンおよびフッ化ポリビニリデンのコポリマー、混合、混合物および／またはこれらの組み合わせのようなポリマーとの混合物も用いることができる。 Other possibly preferred separators of the present invention are electrospun nanofibers of high glass transition temperature (Tg) polymer, preferably polybenzimidazole (PBI), on at least one side, preferably both sides (both sides of the porous base film). An electrospun microporous battery separator having a fiber coating. Although PBI is preferred, mixtures of PBI with polymers such as polyaramide, polyimide, polyamideimide, polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride copolymers, blends, mixtures and / or combinations thereof may also be used.

静電紡糸は、４０〜２０００ｎｍの範囲の高分子ナノ繊維を生成するために使用される。静電紡糸プロセスは、ポリマー溶液を毛細管の先端から収集板に向けて引き出す電場を使用する。ポリマー溶液に電圧が印加され、ポリマー溶液の微細な流れを形成し、収集対上に３次元の繊維巣を生成する。微細な流れが蒸発して収集板上に３次元の繊維状の織物構造を生成する高分子繊維を形成する。静電紡糸は、微多孔質膜、フィルム、支持体などのような基板上にナノ繊維ポリマーを塗布するために使用される。 Electrospinning is used to produce polymeric nanofibers in the 40-2000 nm range. The electrospinning process uses an electric field that draws the polymer solution from the tip of the capillary toward the collection plate. A voltage is applied to the polymer solution to form a fine stream of polymer solution, creating a three-dimensional fiber nest on the collection pair. The fine stream evaporates to form polymer fibers that produce a three-dimensional fibrous woven structure on the collection plate. Electrospinning is used to apply a nanofiber polymer onto a substrate such as a microporous membrane, film, support and the like.

選択された実施例によれば、少なくとも一つの本発明の目的は、少なくとも短い時間の間リチウム―イオン再充電可能電池（セル、パック、電池、アキュムレータ、コンデンサ、等）において２５０℃までその物理的な構造を保持することができる高融点被覆または静電紡糸被覆リチウム―イオン再充電可能な電池セパレータまたは膜を提供することにある。この特に多分に好ましいセパレータまたは膜は、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）または他のポリマーとＰＢＩの混合の静電紡糸ナノ繊維層を多微硬質系膜の一面または好ましくは両面に適用されるものである。好適な静電紡糸ナノ繊維層は、図２１および２２の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真に示されるように、直径１０〜２，０００ナノメートル、好ましくは直径２０〜１，０００ナノメートル、より好ましくは直径２５〜８００ナノメートル、最も好ましくは直径３０〜６００ナノメートの範囲であるナノスケールＰＢＩ繊維からなる。高融点微多孔質リチウム−イオン再充電可能電池セパレータ膜のナノスケール静電紡糸コーティングの好ましい目標重量は、８．０ｇ／ｍ２以上、好ましくは２．０〜６．０ｇ／ｍ２、より好ましくは２．２〜５．０ｇ／ｍ２および最も好ましくは２．５〜５．０ｇ／ｍ２である。 According to selected embodiments, at least one object of the present invention is to achieve its physical properties up to 250 ° C. in lithium-ion rechargeable batteries (cells, packs, batteries, accumulators, capacitors, etc.) for at least a short time. It is an object of the present invention to provide a high-melting point coating or electrospun coated lithium-ion rechargeable battery separator or membrane capable of maintaining a simple structure. This particularly preferred separator or membrane is one in which an electrospun nanofiber layer of polybenzimidazole (PBI) or a mixture of other polymers and PBI is applied to one or preferably both sides of a multi-rigid membrane. . Suitable electrospun nanofiber layers are 10 to 2,000 nanometers in diameter, preferably 20 to 1,000 nanometers, more preferably as shown in the electron microscopic (SEM) photographs of FIGS. It consists of nanoscale PBI fibers that range in diameter from 25 to 800 nanometers, most preferably in the range of 30 to 600 nanometers in diameter. The preferred target weight of the nanoscale electrospinning coating of the high melting point microporous lithium-ion rechargeable battery separator membrane is 8.0 g / m 2 or more, preferably 2.0 to 6.0 g / m 2 , more preferably Is 2.2 to 5.0 g / m 2 and most preferably 2.5 to 5.0 g / m 2 .

静電紡糸プロセスは、基部微多孔質膜上に３次元ナノスケール繊維ウェブ構造を形成して、ランダムな形で、ナノスケールＰＢＩ繊維を基部微多孔質膜、フィルムまたは複合材料表面上に蒸着することができる。５０００倍率のＳＥＭにより観察するとき繊維は平滑な表面外観を有し、非多孔質、すなわち、繊維は孔または穴を有しない。 The electrospinning process forms a three-dimensional nanoscale fiber web structure on the base microporous membrane and deposits nanoscale PBI fibers on the base microporous membrane, film or composite surface in a random manner. be able to. The fibers have a smooth surface appearance when viewed with a 5000 magnification SEM and are non-porous, i.e., the fibers do not have pores or holes.

静電紡糸コーティング方法は、多孔質系膜の多孔構造または多孔性に有害な影響なく、すなわち、ナノスケールの静電紡糸繊維が基部膜の孔をふさがずに、微多孔質膜上へポリアラミド、ポリイミドおよびポリアミドイミドおよび混合、混合物および／またはこれらの組合せのような他のポリマーまたはポリマーを有するＰＢＩまたはＰＢＩ混合のような高Tgポリマーをコーティングすることができる。静電紡糸プロセスは、ナノスケール繊維自体は多孔性である必要はなく、微多孔質系膜上へナノスケール繊維の形で高Tgポリマーを塗布する方法を提供する。繊維のすきまが、必要な開口部または多孔性を提供する。静電紡糸ナノスケール高Tgポリマー繊維に孔を形成する工程は必要とされない。静電紡糸プロセスにおいて、高Tgポリマーは溶媒中に溶解する。静電紡糸繊維の形成中、溶媒は蒸発する。概して、浸漬被覆またはグラビアコートの微多孔質系膜上へポリマーを塗布する方法は、塗布された膜をポリマー溶媒を除去することのために設計される浴槽に浸されることを必要とする。この浸漬ステップは被覆膜中の孔を形成する。高Tgポリマーを微多孔質膜に塗布するこの好ましい静電紡糸法は、溶媒を除去または浸漬して孔を形成する工程が必要ないので、生産性の観点から非常に簡潔である。 The electrospinning coating method does not adversely affect the porous structure or porosity of the porous membrane, i.e., the nano-scale electrospun fibers do not block the pores of the base membrane, and the polyaramid on the microporous membrane. High Tg polymers such as PBI or PBI blends with polyimides and polyamideimides and other polymers or polymers such as blends, blends and / or combinations thereof can be coated. The electrospinning process does not require the nanoscale fibers themselves to be porous, but provides a method of applying high Tg polymer in the form of nanoscale fibers onto a microporous membrane. The fiber gap provides the necessary opening or porosity. A step of forming pores in the electrospun nanoscale high Tg polymer fiber is not required. In the electrospinning process, the high Tg polymer dissolves in the solvent. During the formation of electrospun fibers, the solvent evaporates. In general, the method of applying a polymer onto a dip-coated or gravure-coated microporous membrane requires that the applied membrane be immersed in a bath designed to remove the polymer solvent. This dipping step forms pores in the coating. This preferred electrospinning method of applying a high Tg polymer to a microporous membrane is very simple from a productivity standpoint because it does not require the step of removing or dipping the solvent to form pores.

１３μｍの登録商標セルガードＥＫ１３２１のＰＥ微多孔質膜は、ポリベンゾイミダゾール（ロックヒル、ＳＣのＰＢＩ パフォーマンス・プロダクトからＤＭＡｃ中２６％ドープとして入手可能）および２０ｎｍの直径の４μｍからなる被膜層が被覆された。被覆溶液は、最初に水分を除去するために１８０℃オーブンで一晩アルミニウム粒子を乾燥させることで製造された。次いで、ＤＭＡｃ中の乾燥アルミナ粒子の２５重量％のスラリーは、それから製造された。最終的なコーティング組成物は、７％のポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、２８％のアルミナ粒子および６５％のＤＭＡｃである。被覆膜は単一面のコーティングとしてスロットダイで塗布され、そして、被覆膜は１５分未満の時間の間８０〜１００℃の温度によりオーブン中で乾燥した。   A 13 μm PE Celgard EK1321 PE microporous membrane was coated with polybenzimidazole (available as 26% dope in DMAc from Rockhill, SC PBI performance product) and a 4 μm coating layer of 20 nm diameter . The coating solution was made by first drying the aluminum particles overnight in a 180 ° C. oven to remove moisture. A 25 wt% slurry of dry alumina particles in DMAc was then produced therefrom. The final coating composition is 7% polybenzimidazole (PBI), 28% alumina particles and 65% DMAc. The coating was applied with a slot die as a single side coating and the coating was dried in an oven at a temperature of 80-100 ° C. for a time of less than 15 minutes.

１３μｍの登録商標セルガードＥＫ１３２１のＰＥ微多孔質膜は、ポリベンゾイミダゾール（ロックヒル、ＳＣのＰＢＩ パフォーマンス・プロダクトからＤＭＡｃ中２６％ドープとして入手可能）および２０ｎｍの直径の７μｍからなる被膜層が被覆された。被覆溶液は、最初に水分を除去するために１８０℃オーブンで一晩アルミニウム粒子を乾燥させることで製造された。次いで、ＤＭＡｃ中の乾燥アルミナ粒子の２５重量％のスラリーは、製造された。最終的なコーティング組成物は、７％のポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、２８％のアルミナ粒子および６５％のＤＭＡｃである。被覆膜は単一面のコーティングとしてスロットダイで塗布され、そして、被覆膜は１５分未満の時間の間８０〜１００℃の温度によりオーブン中で乾燥した。   A 13 μm PE Celgard EK1321 PE microporous membrane was coated with polybenzimidazole (available as 26% dope in DMAc from Rockhill, SC's PBI performance product) and a coating layer consisting of 7 μm in diameter of 20 nm. . The coating solution was made by first drying the aluminum particles overnight in a 180 ° C. oven to remove moisture. A 25 wt% slurry of dry alumina particles in DMAc was then produced. The final coating composition is 7% polybenzimidazole (PBI), 28% alumina particles and 65% DMAc. The coating was applied with a slot die as a single side coating and the coating was dried in an oven at a temperature of 80-100 ° C. for a time of less than 15 minutes.

１３．３％ＰＢＩドープはＤＭＡｃ中に７％まで希釈された。この被覆溶液を１３μｍの登録商標セルガードＥＫ１３２１のＰＥ微多孔質膜に、リバース・グラビュア・コーティング法を使用して塗布され、続いて被覆された膜を室温水浴中に浸漬した。水浴はＤＭＡｃ濃度を最小化するために循環浴として指摘された。膜被覆路は、膜の被覆側は浴中での間ローラーと接触しないように設計された。浴中の浸漬時間は少なくとも１分であった。   The 13.3% PBI dope was diluted to 7% in DMAc. This coating solution was applied to a 13 μm PE Celgard EK1321 PE microporous membrane using a reverse grabure coating method, and the coated membrane was subsequently immersed in a room temperature water bath. A water bath was indicated as a circulating bath to minimize DMAc concentration. The membrane coating path was designed so that the coated side of the membrane did not contact the roller while in the bath. The immersion time in the bath was at least 1 minute.

１３．３％ＰＢＩドープはＤＭＡｃ中に７％まで希釈された。この被覆溶液を１３μｍの登録商標セルガードＥＫ１３２１のＰＥ微多孔質膜に、リバース・グラビュア・コーティング法を使用して塗布され、続いて被覆された膜を室温の水浴中の３３％プロピレングリコールに浸漬した。膜は８０〜１００℃のオーブン中で６〜１０分間乾燥した。膜被覆路は、膜の被覆側は浴中での間ローラーと接触しないように設計された。浴中の浸漬時間は少なくとも１分であった。   The 13.3% PBI dope was diluted to 7% in DMAc. This coating solution was applied to a 13 μm Celgard EK1321 PE microporous membrane using the reverse grabure coating method, and the coated membrane was then immersed in 33% propylene glycol in a room temperature water bath. . The membrane was dried in an oven at 80-100 ° C. for 6-10 minutes. The membrane coating path was designed so that the coated side of the membrane did not contact the roller while in the bath. The immersion time in the bath was at least 1 minute.

２６％ＰＢＩドープはＤＭＡｃ中に１０％まで希釈された。この被覆溶液を１３μｍの登録商標セルガードＥＫ１３２１のＰＥ微多孔質膜に、ドクターブレード法を使用して塗布され、続いて被覆された膜を室温のアセトン浴中に３〜５分浸漬した。膜は１００℃のオーブン中で５分間乾燥した。   The 26% PBI dope was diluted to 10% in DMAc. This coating solution was applied to a 13 μm PE Celgard EK1321 PE microporous membrane using the doctor blade method, and the coated membrane was then immersed in a room temperature acetone bath for 3-5 minutes. The membrane was dried in an oven at 100 ° C. for 5 minutes.

１６μｍのポリエチレン登録商標セルガードセパレータは、Degussa蒸気アルミニウム２０ｎｍ粒子と混合してＤＭＡｃ中で溶解したポリアラミドからなるスラリーで被覆された。この被覆はグラビュア・コーティング法を使用して塗布された。   A 16 μm polyethylene registered cell guard separator was coated with a slurry of polyaramid mixed with Degussa vapor aluminum 20 nm particles and dissolved in DMAc. This coating was applied using a gravure coating method.

Figure 0005683702
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登録商標セルガードＭ８２４の３層微多孔質膜はジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）を溶媒としてポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）（ロックヒル、ＳＣのＰＢＩ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓから２６％ドープとして入手可能）の１５％溶液で片面を静電紡糸被覆した。被覆プロセスは、適用電圧は１５ｋＶ、流れ速度が０．５ｍｌ／ｈ、針のゲージは７“ＩＤ，．０２５”ＯＤであり、針の先端と収集板の距離は２５ｃｍであるノズル型静電紡糸装置を使用した。静電紡糸微多孔質膜の好ましい厚さの合計は１０〜４０μｍであり、より好ましくは２０〜３０μｍである。静電紡糸膜は充填材を含んでも含まなくてもよい。 3-layer microporous membrane is polybenzimidazole-dimethylacetamide (DMAc) as a solvent for the trademark Celgard M824 (PBI) static one side with a 15% solution of (Rock Hill, available as 26% doping from PBI Performance products of SC) Electrospun coated. The coating process is a nozzle-type electrospinning in which the applied voltage is 15 kV, the flow rate is 0.5 ml / h, the needle gauge is 7 “ID, 0.025” OD, and the distance between the needle tip and the collecting plate is 25 cm. The device was used. The total preferred thickness of the electrospun microporous membrane is 10 to 40 μm, more preferably 20 to 30 μm. The electrospun film may or may not contain a filler.

試験方法
厚み：厚みは、ＡＳＴＭ Ｄ３７４に従ってＥｍｖｅｃｏ Ｍｉｃｒｏｇａｇｅ ２１０―Ａ精密マイクロメータを使用して計量される。厚み値は、マイクロメートル（μｍ）を単位で報告される。
ガーリー：ガーリーは、日本工業規格（ＪＩＳガーリー）として定義されて、ＯＨＫＥＮ透過性検査器を使用して評価される。ＪＩＳガーリーは、１００ｃｃの空気が４．９インチの水圧で１平方インチのフィルムを通過することを必要とする秒単位の時間として定義される。
張力の特性：Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ（ＭＤ）およびＴｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ（ＴＤ）抗張力はＡＳＴＭ―８８２手順に従ってＩｎｓｔｒｏｎ Ｍｏｄｅｌ ４２０１を使用して測定される。
穴強さ：穴強さは、ＡＳＴＭ Ｄ３７６３に基づいてＩｎｓｔｒｏｎ Ｍｏｄｅｌ ４４４２を使用して計量される。測定は微小孔構造引っ張られた製品の幅全体になされる、そして、平均穴強さは試験試料に穴をあけるに必要とする力として定義される。
収縮：収縮は、１２０℃で１時間オーブンのサンプルを配置して、１時間の１３０℃でオーブンの第２のサンプルを配置することによって、２つの温度で測定される。
収縮は、Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ（ＭＤ）およびＴｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ（ＴＤ）において測定された。 Test Method Thickness: Thickness is measured using an Emveco Microgage 210-A precision micrometer according to ASTM D374. Thickness values are reported in units of micrometers (μm).
Gurley: Gurley is defined as Japanese Industrial Standard (JIS Gurley) and is evaluated using an OHKEN permeability tester. JIS Gurley is defined as the time in seconds that requires 100 cc of air to pass through a 1 square inch film at 4.9 inches of water pressure.
Tensile Properties: Machine Direction (MD) and Transverse Direction (TD) tensile strength is measured using an Instron Model 4201 according to the ASTM-882 procedure.
Hole strength: Hole strength is measured using an Instron Model 4442 according to ASTM D3763. The measurement is made across the width of the microporous structure pulled product, and the average hole strength is defined as the force required to puncture the test sample.
Shrinkage: Shrinkage is measured at two temperatures by placing an oven sample at 120 ° C. for 1 hour and placing a second sample of the oven at 130 ° C. for 1 hour.
Shrinkage was measured in Machine Direction (MD) and Transverse Direction (TD).

ホット・チップ・ホール伝達試験：
ホット・チップ・ホール伝播試験において、０．５ｍｍの先端直径を有する４５０℃の温度のホット・チップ・プローブが、セパレータ膜の表面に接触する。ホット・チップ・プローブは、１０ｍｍ／分の速度で膜に接近して、１０秒の時間の間のセパレータ膜の表面と接触することができる。ホット・チップ試験の結果は、４５０℃のホット・チップ・プローブに対するセパレータ膜の応答の結果として形成された穴の形およびホット・チップ・プローブが除去された後のセパレータ膜の穴の直径示す光学顕微鏡写真を伴って撮影されたデジタル画像として提示される。ホット・チップ・プローブとの接触から得られるセパレータ膜の穴の最小の伝播は、Ｌｉ−イオン電池の内部ショートの過程で生じる局地的なホットスポットに対するセパレータ膜の望ましい応答をシミュレーションする。ＥＲ（電気抵抗）：電気抵抗の単位はオーム―ｃｍ２である。セパレータ抵抗は、完成した材料からセパレータの小さい部分を切り取り、２つのブロック電極の間に配置することによって特徴づけられる。セパレータは、ＥＣ／ＥＭＣ溶媒中１．０のＭのＬｉＰＦ６塩を体積比率３：７で有する電池電解液で飽和する。オーム（Ω）で表されるセパレータの抵抗、Ｒは、４―プローブＡＣインピーダンス法で測定される。電極／セパレータ・インタフェース上の測定エラーを減らすために、より多くの層を加えることによって複数の測定結果が必要である。次いで、複数の層の測定値に基づいて、電解液で飽和したセパレータの電気抵抗、Ｒｓ（Ω）を式Ｒｓ＝ｐｓｌ／Ａによって算出する。ここで、ｐｓはセパレータのイオン抵抗力（Ω−ｃｍ）であり、Ａは電極面積（ｃｍ２）であり、ｌはセパレータの厚み（ｃｍ）である。比率ｐｓ／Ａは、傾きｐｓ／Ａ＝ΔＲ／Δδによって与えら
れる複数の層（Δδ）を有するセパレータ抵抗（ＡＲ）の変化のために算出される傾きである。
ｅＴＭＡ：拡張熱力学分析法は、温度の関数として、Ｘ（縦方向）およびＹ（横方向）方向のロード中で、セパレータ膜の寸法変化を判断する。長さ５〜１０ｍｍおよび幅５ｃｍの試料の大きさが、恒常的な１グラムの引張応力の下で、試料をミニ―インストラクション型グリップで保持される。フィルムがその溶融破裂温度に達するまで、５℃／分で温度が上昇される。通常、温度を上げると、直ちに張力下で保たれるセパレータは収縮を示して、伸び始め、最後に破段する。セパレータの収縮は、曲線における急激な低下によって示される。寸法の増加は軟化温度を示し、セパレータが離れて破断する温度は破段温度である。 Hot chip hole transmission test:
In the hot tip hole propagation test, a hot tip probe with a tip diameter of 0.5 mm and a temperature of 450 ° C. contacts the surface of the separator membrane. The hot tip probe can approach the membrane at a rate of 10 mm / min and contact the surface of the separator membrane for a time of 10 seconds. The results of the hot tip test show the shape of the holes formed as a result of the separator membrane response to the 450 ° C. hot tip probe and the diameter of the separator membrane hole after the hot tip probe is removed. Presented as a digital image taken with a photomicrograph. The minimal propagation of separator film holes resulting from contact with the hot tip probe simulates the desired response of the separator film to local hot spots that occur during the internal short circuit of the Li-ion battery. ER (electric resistance): The unit of electric resistance is ohm-cm 2 . Separator resistance is characterized by cutting a small portion of the separator from the finished material and placing it between two block electrodes. The separator is saturated with a battery electrolyte having 1.0 M LiPF 6 salt in EC / EMC solvent at a volume ratio of 3: 7. The resistance of the separator expressed in ohms (Ω), R, is measured by the 4-probe AC impedance method. Multiple measurement results are required by adding more layers to reduce measurement errors on the electrode / separator interface. Next, based on the measured values of the plurality of layers, the electric resistance Rs (Ω) of the separator saturated with the electrolytic solution is calculated by the formula Rs = psl / A. Here, ps is the ion resistance (Ω-cm) of the separator, A is the electrode area (cm 2 ), and 1 is the thickness (cm) of the separator. The ratio ps / A is the slope calculated for the change in separator resistance (AR) with multiple layers (Δδ) given by the slope ps / A = ΔR / Δδ.
eTMA: The extended thermodynamic analysis method determines the dimensional change of the separator membrane during loading in the X (longitudinal) and Y (transverse) directions as a function of temperature. A sample size of 5-10 mm in length and 5 cm in width holds the sample with a mini-instruction grip under a constant 1 gram tensile stress. The temperature is increased at 5 ° C / min until the film reaches its melt burst temperature. Usually, when the temperature is raised, the separator that is kept under tension immediately shows contraction, begins to stretch, and finally breaks. Separator shrinkage is indicated by a sharp drop in the curve. The increase in size indicates the softening temperature, and the temperature at which the separator breaks apart is the break temperature.

Ｈｏｔ ＥＲ：熱電気抵抗（ＨｏｔＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）は温度が線形的に増加する間のセパレータ・フィルムの抵抗の測定値である。インピーダンスとして測定される抵抗の増加は、セパレータ膜の溶融またはシャットダウンのための孔構造の崩壊に対応する。抵抗の低下は、ポリマーの合体のためのセパレータの開口に対応する。すなわち、この現象は「完全性の溶解」中の損失と呼ばれる。セパレータ膜が２００℃を超えて電気抵抗の支持された高水準を有するときに、これはセパレータ膜が電極が２００℃を超える電池における短絡を防止できることを示している。 Hot ER: Hot Electrical Resistance is a measure of the separator film resistance during a linear increase in temperature. The increase in resistance, measured as impedance, corresponds to the collapse of the pore structure due to melting or shutdown of the separator membrane. The drop in resistance corresponds to the opening of the separator for polymer coalescence. That is, this phenomenon is referred to as loss during “dissolution of integrity”. When the separator membrane has a supported high level of electrical resistance above 200 ° C., this indicates that the separator membrane can prevent short circuits in batteries where the electrode exceeds 200 ° C.

本発明の少なくとも選択された実施例によれば、高温溶融完全性（ＨＴＭＩ）セパレータとして品質を有するかどうかを見るために、表１および２の上記の試験および／または特性を使用することができる。それが上記の試験にパスする場合、次いで、電池、セルまたはパック中のセパレータが確かに高温溶融完全性（ＨＴＭＩ）セパレータであり、それが好ましくは電極を少なくとも約１６０℃、好ましくは少なくとも１８０℃、より好ましくは少なくとも２００℃、特に好ましくは少なくとも２２０℃、さらに好ましくは少なくとも２５０℃の温度で電極を少なくとも隔離して保つことができるかことを試験することができる。   According to at least selected embodiments of the present invention, the above tests and / or properties of Tables 1 and 2 can be used to see if they have quality as a high temperature melt integrity (HTMI) separator. . If it passes the above test, then the separator in the battery, cell or pack is indeed a high temperature melt integrity (HTMI) separator, which preferably has the electrode at least about 160 ° C, preferably at least 180 ° C. It can be tested whether the electrode can be kept at least isolated at a temperature of more preferably at least 200 ° C., particularly preferably at least 220 ° C., more preferably at least 250 ° C.

本発明の少なくとも選択された実施例によれば、高温セパレータが表１および２の上記の試験にパスする場合、これはセパレータが高温溶融完全性（ＨＴＭＩ）セパレータであるか、またはその品質を有する良好な指標である。
本発明の少なくとも選択された実施例によれば、セパレータが高温溶融完全性（ＨＴＭＩ）セパレータであるか、またはその品質を有するかを見る良好な指標または最初の試験方法は、次のステップを含む。
１）セパレータについて、上記厚さ、ガーリー、張力、穴強さ、収縮、ホット・チップ、ＥＲ、ｅＴＭＡおよびＨｏｔＥＲ試験を行い、もしそれをパスする場合、
２）セパレータのセルまたは電池作動を確かめる。
少なくとも本発明の選択された実施例によれば、高温セパレータ中に、または、高温溶融完全性（ＨＴＭＩ）被覆、層またはセパレータとしての品質を有するかを見るために、次の方法により、高温ポリマー、充填剤、被覆層、層またはセパレータを計測または試験することができる。 According to at least selected embodiments of the present invention, if the high temperature separator passes the above tests of Tables 1 and 2, this is or is of the quality that the separator is a high temperature melt integrity (HTMI) separator. It is a good indicator.
In accordance with at least selected embodiments of the present invention, a good indicator or initial test method to see if a separator is or has a high temperature melt integrity (HTMI) separator includes the following steps: .
1) Perform the above thickness, girly, tension, hole strength, shrinkage, hot tip, ER, eTMA and HotER tests on the separator, and if it passes,
2) Check separator cell or battery operation.
At least according to selected embodiments of the present invention, in order to see whether it has quality as a high temperature separator or as a high temperature melt integrity (HTMI) coating, layer or separator, , Fillers, coating layers, layers or separators can be measured or tested.

１）高温被覆、層またはセパレータ単独のポリマーおよび充填材を点検して、それらが各々少なくとも約１６０℃、好ましくは少なくとも１８０℃、より好ましくは少なくとも２００℃、さらに好ましくは２２０℃、最も好ましくは少なくとも２５０℃の融点または浸食温度を有するかどうかを確かめる。
２）高温被覆、層または単独セパレータのポリマーおよび充填材を点検して、それらが各々セパレータ用の意図された電池の電解質に溶解しないことを確かめる。
３）単独または完全なセパレータ（高温コーティングまたは層を含む）の収縮を測定することにより、それが１５０℃で約１５％未満、１５０℃で好ましくは１０％未満、１５０℃で好ましくは７．５％未満および１５０℃で最も好ましくは５％未満であることを確かめる。
４）高温被覆、層、単独セパレータおよび完全なセパレータが上記３つの試験をパスした場合、次に、電池、セルまたはパック中の単独または完全セパレータを試験して、それが高融点セパレータまたは高温溶融完全性（ＨＴＭＩ）セパレータであり、それが少なくとも約１６０℃、好ましくは少なくとも１８０℃、より好ましくは少なくとも２００℃、特に好ましくは少なくとも２２０℃および最も好ましくは少なくとも２５０℃の温度で少なくとも電極を隔離して保つことを確かめる。
高温被覆、層、単独セパレータおよび完全セパレータが上記３つの試験をパスする場合、これは単独または完全なセパレータ（高温層を含む）が高融点セパレータまたは高温溶融完全性（ＨＴＭＩ）セパレータであるか、またはその品質を有するための良好な指標であるが、確証には、単独または完全なセパレータは電池、セルまたはパックにおいて試験されなければならない。 1) Check the high temperature coating, the polymer or filler of the layer or separator alone and they are each at least about 160 ° C, preferably at least 180 ° C, more preferably at least 200 ° C, more preferably 220 ° C, most preferably at least Check if it has a melting point or erosion temperature of 250 ° C.
2) Check the high temperature coating, layer or single separator polymer and filler to make sure that they do not dissolve in the electrolyte of the intended battery for each separator.
3) By measuring the shrinkage of a single or complete separator (including a high temperature coating or layer) it is less than about 15% at 150 ° C, preferably less than 10% at 150 ° C, preferably 7.5 at 150 ° C. % And at 150 ° C. most preferably less than 5%.
4) If the high temperature coating, layer, single separator and complete separator pass the above three tests, then the single or complete separator in the battery, cell or pack is tested to see if it is a high melting separator or high temperature melt An integrity (HTMI) separator, which isolates at least the electrode at a temperature of at least about 160 ° C, preferably at least 180 ° C, more preferably at least 200 ° C, particularly preferably at least 220 ° C and most preferably at least 250 ° C. Make sure you keep it.
If the high temperature coating, layer, single separator and complete separator pass the above three tests, this is whether the single or complete separator (including the high temperature layer) is a high melting separator or a high temperature melt integrity (HTMI) separator, Or a good indicator for having that quality, but for confirmation, a single or complete separator must be tested in a battery, cell or pack.

少なくとも本発明の選択された実施例によれば、高温被覆、層または単独高温セパレータが使用できるかを見るための良好な指標または最初の試験は、高融点セパレータ、高温溶融完全性（ＨＴＭＩ）被覆、層またはセパレータとして使用できるか、またはその品質を有するとして使用できる。
１）高温被覆、層またはセパレータのポリマーおよび充填材を点検して、それらが各々少なくとも少なくとも１８０℃、より好ましくは少なくとも２００℃、さらに好ましくは２２０℃、最も好ましくは少なくとも２５０℃の融点、浸食温度、溶融点、分解温度またはTgを有するかを見る。
２）高温被覆、層または単独セパレータのポリマーおよび充填材を点検して、それらが各々セパレータ用の意図された電池の電解質に溶解しないことを確かめる。
３）単独または完全なセパレータ（高温コーティングまたは層を含む）の収縮を測定することにより、それが１５０℃で約１５％未満、１５０℃で好ましくは１０％未満、１５０℃で好ましくは７．５％未満および１５０℃で最も好ましくは５％未満であることを確かめる。 A good indicator or initial test to see if a high temperature coating, layer or single high temperature separator can be used, at least according to selected embodiments of the present invention, is a high melting separator, high temperature melt integrity (HTMI) coating Can be used as or as having a quality as a layer or separator.
1) Check the polymer and filler of the high temperature coating, layer or separator, and they each have a melting point, erosion temperature of at least at least 180 ° C, more preferably at least 200 ° C, more preferably at 220 ° C, most preferably at least 250 ° C. See what has a melting point, decomposition temperature or Tg.
2) Check the high temperature coating, layer or single separator polymer and filler to make sure that they do not dissolve in the electrolyte of the intended battery for each separator.
3) By measuring the shrinkage of a single or complete separator (including a high temperature coating or layer) it is less than about 15% at 150 ° C, preferably less than 10% at 150 ° C, preferably 7.5 at 150 ° C. % And at 150 ° C. most preferably less than 5%.

高温被覆、層、単独セパレータおよび完全なセパレータが上記３つの試験をパスした場合、これは単独セパレータまたは完全なセパレータ（高温層を含む）が高融点セパレータ、あるいは高温溶融完全性（ＨＴＭＩ）被覆、層またはセパレータであり、このセパレータが少なくとも約１６０℃、好ましくは少なくとも１８０℃、より好ましくは少なくとも２００℃、特に好ましくは少なくとも２２０℃および最も好ましくは少なくとも２５０℃の温度で少なくとも電極を隔離して保つことができることの良好な指標または初期試験となる。   If the high temperature coating, layer, single separator and complete separator pass the above three tests, this is because the single separator or complete separator (including the high temperature layer) is a high melting separator, or high temperature melt integrity (HTMI) coating, A layer or separator, wherein the separator keeps at least the electrodes isolated at a temperature of at least about 160 ° C., preferably at least 180 ° C., more preferably at least 200 ° C., particularly preferably at least 220 ° C. and most preferably at least 250 ° C. A good indicator of being able to do it or an initial test.

高温ポリマー被覆または層に充填材または粒子を添加することにより、充填材または粒子との間のすきま又は孔を形成するのを容易にし、コスト等を減らすことができる。しかしながら、高温ポリマー被覆材またはバッチに充填材または粒子を添加することはポリマー処理をより困難にする。このように、処理をより単純にするために、孔を形成するために、充填材または粒子を加えずに、浴槽（図１を参照）を使用することは、多分に好ましい。
ＨＴＭＩセパレータが電極を短い時間だけ隔離するように保つ必要があるので、本発明の少なくとも特定の実施例によれば、電池制御回路が電池をシャットオフするのに十分長く電極を隔離する、高Tgポリマー、溶解しないポリマーまたは材料、溶解するかまたはゆっくり途切れずに流出するポリマーまたは材料、架橋ポリマーまたは材料、または他の材料、を使用することができる。 Adding fillers or particles to the high temperature polymer coating or layer facilitates the formation of gaps or pores between the fillers or particles and can reduce costs and the like. However, adding fillers or particles to the high temperature polymer coating or batch makes polymer processing more difficult. Thus, to make the process simpler, it is probably preferred to use a bath (see FIG. 1) to add pores without adding fillers or particles.
Since the HTMI separator needs to keep the electrodes isolated for a short period of time, according to at least certain embodiments of the present invention, the battery control circuit isolates the electrodes long enough to shut off the batteries. Polymers, polymers or materials that do not dissolve, polymers or materials that dissolve or flow slowly and uninterrupted, cross-linked polymers or materials, or other materials can be used.

少なくとも１つの実施例によれば、電池が高い温度に一定時間維持されるとき、高温、好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃、陽極および陰極との接触を防止するに必要な大きさおよび／または構造完全性の高い水準を有する、高融点、好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃の融点を有するセパレータが提供される。この実施例において、大きさおよび／または構造完全性の高い水準を有するセパレータが大きく望まれる。このようなセパレータは高温溶解完全性（ＨＴＭＩ）セパレータと呼ばれる。このセパレータは、高ガラス遷移温度（Tg）ポリマーで被覆された多孔質膜、フィルムまたは基部を含む高融点電池セパレータである。   According to at least one embodiment, when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, it is at a high temperature, preferably> 160 ° C., more preferably> 180 ° C., the size required to prevent contact with the anode and cathode. And / or a separator having a high melting point, preferably> 160 ° C., more preferably> 180 ° C., having a high level of structural integrity. In this embodiment, a separator having a high level of size and / or structural integrity is highly desirable. Such a separator is called a high temperature melt integrity (HTMI) separator. This separator is a refractory battery separator comprising a porous membrane, film or base coated with a high glass transition temperature (Tg) polymer.

少なくとも１つの実施態様によれば、高Tgを使用して製造される単独多孔質膜が提供される。この高温、好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃、セパレータは、一定時間高温に保持されるとき陽極および陰極との接触を防止するに必要な大きさおよび／または構造完全性の高い水準を有し、一定時間高温に保持されるとき陽極および陰極との間のシャットダウン、またはイオンの流れを許容する。この実施態様において、大きさおよび／または構造完全性の高い水準を有することが望ましい。このようなセパレータはシャットダウンを伴うか、伴わない高温溶解完全性（ＨＴＭＩ）セパレータと呼ばれる。このセパレータは、好ましくは溶融または融化せず、高温で部分的または完全に機能する。   According to at least one embodiment, a single porous membrane manufactured using high Tg is provided. This high temperature, preferably> 160.degree. C., more preferably> 180.degree. C., the separator is of a size and / or high structural integrity necessary to prevent contact with the anode and cathode when held at a high temperature for a period of time. And allows shutdown or ion flow between the anode and cathode when held at high temperature for a period of time. In this embodiment, it is desirable to have a high level of size and / or structural integrity. Such separators are referred to as high temperature melt integrity (HTMI) separators with or without shutdown. This separator preferably does not melt or melt and functions partially or fully at elevated temperatures.

少なくとも１つの選択された実施態様は、次のものに関する。
電池が高温度に一定時間維持されるときに、陽極および陰極の接触を防止し、電池が高温度に一定時間維持されるときに、電池機能（イオン移動、充電および／または放電）の実質的なレベルを提供し続ける、高融点微多孔質リチウム−イオン再充電可能な電池セパレータ、セパレータ膜またはその類似物。
電池が高温度に一定時間維持されるときに、陽極および陰極の接触を防止し、電池が高温度に一定時間維持されるときに、電池機能（イオン移動、充電および／または放電）の実質的なレベルを提供し続ける、高融点微多孔質リチウム−イオン再充電可能な電池セパレータ、セパレータ膜またはその類似物の１以上の製造または使用方法。
電池が高温度に一定時間維持されるときに、陽極および陰極の接触を防止する高融点微多孔質リチウム−イオン再充電可能な電池セパレータ、セパレータ膜またはその類似物の１以上を含むリチウム−イオン再充電電池。 At least one selected embodiment relates to:
When the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, contact between the anode and the cathode is prevented, and when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, the battery function (ion transfer, charging and / or discharging) is substantially reduced. Refractory microporous lithium-ion rechargeable battery separator, separator membrane or the like, which continues to provide high levels.
When the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, contact between the anode and the cathode is prevented, and when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, the battery function (ion transfer, charging and / or discharging) is substantially reduced. One or more methods of making or using high melting point microporous lithium-ion rechargeable battery separators, separator membranes, or the like, that continue to provide the same level.
Lithium-ion comprising one or more of a high melting point microporous lithium-ion rechargeable battery separator, separator membrane or the like that prevents anode and cathode contact when the battery is maintained at a high temperature for a period of time Rechargeable battery.

電池が高温度に一定時間維持されるときに、陽極および陰極の接触を防止するシャットダウンリチウム−イオン再充電可能な電池セパレータ。
電池が高温度に一定時間維持されるときに、陽極および陰極の接触を防止する１以上の高融点セパレータ、セパレータ膜およびその類似物を含むリチウムイオン再充電電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサまたはその類似物であって、前記電池、セル、パックまたはその類似品は、円筒状、平坦な、角型、大型、大型の自動車（EV）、円柱状、ボタン状、封筒状、箱型および／またはその類似のようないかなる形、大きさおよび／構成であってもよい、リチウムイオン再充電電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサまたはその類似物。 A shutdown lithium-ion rechargeable battery separator that prevents anode and cathode contact when the battery is maintained at a high temperature for a period of time.
Lithium ion rechargeable battery, cell, pack, accumulator, capacitor or one or more refractory separators, separator membranes and the like that prevent anode and cathode contact when the battery is maintained at a high temperature for a period of time The battery, cell, pack or the like is cylindrical, flat, square, large, large automobile (EV), cylindrical, button, envelope, box and / or the like. Or a lithium ion rechargeable battery, cell, pack, accumulator, capacitor or the like, which may be of any shape, size and / or configuration such as the like.

高温、例えば、約１６０度摂氏℃状態にあるか、または約１８０℃以上で、少なくとも一定時間、少なくとも部分的に機能することができるリチウム−イオン再充電可能な電池セパレータであって、そのような部分的に機能することは、少なくとも短い時間高温で物理的に隔離された電極（陽極および陰極）を維持することを少なくとも含む。
１３０℃でシャットダウンせず、かつ約１６０℃で電極（陽極および陰極）を物理的に隔離する高融点セパレータ。
高融点を有する少なくとも１つの層または構成要素を有する微多孔質電池セパレータ。
電池が高い温度に一定時間維持されるとき、好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃の高融点を有し、電池が一定時間高温に維持されるとき、アノードとカソードの接触を防止する必要性がある高レベルの寸法または構造的完全性を有する高融点セパレータ。 A lithium-ion rechargeable battery separator that is capable of at least partially functioning at elevated temperatures, for example, at about 160 degrees Celsius or above about 180 degrees Celsius for at least a portion of time, such as Partially functioning at least includes maintaining physically isolated electrodes (anode and cathode) at high temperatures for at least a short period of time.
A high melting point separator that does not shut down at 130 ° C and physically separates the electrodes (anode and cathode) at about 160 ° C.
A microporous battery separator having at least one layer or component having a high melting point.
When the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, it preferably has a high melting point of> 160 ° C., more preferably> 180 ° C., to prevent contact between the anode and the cathode when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time. A high melting point separator with a high level of dimensional or structural integrity that is needed.

高レベルの寸法または構造的完全性を有する高融点完全性(HTMI)セパレータ。
少なくとも片面に高ガラス転移温度（Tg）ポリマーまたは混合物（結合材とも呼ばれる）で被覆される多孔質膜を有する高融点電池セパレータ。
高Tgポリマーまたは混合物を使用して製造される独立した（単層または複層）多孔質膜。
リチウム−イオン再充電電池（セル、パック、電池、アキュムレータ、コンデンサなど）を２５０℃まで物理的構造を保持することができる高融点微多孔質リチウム−イオン再充電可能なセパレータまたは膜。
１６５℃をより大きいガラス転移温度（Tg）、１８０℃おより大きいガラス転移温度（Tg）、より好ましくは２５０℃より大きいガラス転移温度（Tg）を有し、少なくとも１つの適度に揮発性の溶媒中に可溶性の１以上のポリマーからなる、上記セパレータまたは膜。
微多孔質基部膜の片面または両面に塗布された高Tgポリマー被覆膜、または独立した高Tgポリマー微多孔質セパレータまたは膜からなる上記セパレータまたは膜。
高Tgポリマーが塗布された熱可塑性樹脂からなる微多孔質基部膜を有する上記セパレータまたは膜であって、前記熱可塑性樹脂は、これに限定されずに、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンおよび混合、混合物またはこれらの組合せを含むセパレータまたは膜。
上記微多孔質基部膜は乾燥延伸法（登録商標セルガード、ドライストレッチ法として公知）、相分離または抽出法として公知の湿式法、粒子延伸法および／またはその類似の方法により製造される。 High melting point integrity (HTMI) separator with a high level of dimensional or structural integrity.
A refractory battery separator having a porous membrane coated on at least one side with a high glass transition temperature (Tg) polymer or mixture (also called a binder).
Independent (single or multi-layer) porous membranes made using high Tg polymers or mixtures.
A high melting point microporous lithium-ion rechargeable separator or membrane capable of maintaining the physical structure of lithium-ion rechargeable batteries (cells, packs, batteries, accumulators, capacitors, etc.) up to 250 ° C.
At least one moderately volatile solvent having a glass transition temperature (Tg) greater than 165 ° C., a glass transition temperature (Tg) greater than 180 ° C., more preferably greater than 250 ° C. The separator or membrane comprising one or more polymers soluble therein.
The separator or membrane comprising a high Tg polymer coated membrane applied on one or both sides of a microporous base membrane, or an independent high Tg polymer microporous separator or membrane.
The separator or film having a microporous base film made of a thermoplastic resin coated with a high Tg polymer, the thermoplastic resin being not limited thereto, polyethylene, polypropylene, polymethylpentene and mixed, Separator or membrane comprising a mixture or a combination thereof.
The microporous base membrane is produced by a dry stretching method (registered trademark Celgard, known as a dry stretch method), a wet method known as a phase separation or extraction method, a particle stretching method and / or a similar method.

上記基部膜は、３層膜、例えば、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレン（ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ）またはポリエチレン／ポリプロピレン／ポリエチレン（ＰＥ／ＰＰ／ＰＥ）、２層（ＰＰ／ＰＥまたはＰＥ／ＰＰ）またはその類似物のような単層（１以上の積層）である上記セパレータまたは膜。
ポリプロピレンのような前記基部膜は、前記膜の表面特性を変え、基部膜に対する高Ｔｇポリマー被覆膜の密着性を改良するために選択的に前処理される上記セパレータまたは膜。
前記前処理は、これに限定されずに、片面または両面に印刷、延伸、コロナ処理、プラズマ処理および／または界面活性剤被覆のような被覆である上記セパレータまたは膜。
高Tgポリマーが被覆工程およびこれに続く浸漬工程によって塗布され、前記高Tg被覆された膜は、高Tg多孔質層を形成するために高Tgポリマーを沈着させ、高Tgポリマーの溶媒を除去するためにギレート浴中に浸漬される上記セパレータまたは膜。
前記高Tgポリマーは被覆工程およびこれに続く浸漬工程によって塗布され、高Tg被覆された膜は高Tgポリマーを沈着するために浴に浸漬されるセパレータまたは膜。
前記高Tgポリマーはポリベンゾイミダゾールである、上記セパレータまたは膜。
電池が一定時間高温に保持されるときアノードとカソードの間の接触を防止する、高融点静電紡糸被覆微多孔質リチウム−イオン再充電可能な電池セパレータ、セパレータ膜および類似物。 The base film is a three-layer film, for example, polypropylene / polyethylene / polypropylene (PP / PE / PP) or polyethylene / polypropylene / polyethylene (PE / PP / PE), two-layer (PP / PE or PE / PP) or its The separator or membrane as described above, which is a single layer (one or more laminates) such as an analogue.
The base film, such as polypropylene, is a separator or film that is selectively pretreated to alter the surface properties of the film and to improve the adhesion of the high Tg polymer coating film to the base film.
The said pre-processing is not limited to this, The said separator or film | membrane which is coatings, such as printing, extending | stretching, a corona treatment, a plasma treatment, and / or surfactant coating on one or both surfaces.
A high Tg polymer is applied by a coating step followed by a dipping step, and the high Tg coated membrane deposits the high Tg polymer and removes the solvent of the high Tg polymer to form a high Tg porous layer. Said separator or membrane soaked in a Gilate bath.
A separator or membrane in which the high Tg polymer is applied by a coating step followed by a dipping step, and the high Tg coated membrane is immersed in a bath to deposit the high Tg polymer.
The separator or membrane as described above, wherein the high Tg polymer is polybenzimidazole.
High melting point electrospun coated microporous lithium-ion rechargeable battery separators, separator membranes and the like that prevent contact between the anode and cathode when the battery is held at an elevated temperature for a period of time.

電池が一定時間高温に保持されるときアノードとカソードの間の接触を防止する、高融点静電紡糸被覆微多孔質リチウム−イオン再充電可能な電池セパレータ、セパレータ膜および類似物の１以上の製造または使用方法。
好ましくは高温で機能する静電紡糸被覆された微多孔質電池セパレータまたはセパレータ膜のような構成要素を好ましくは含む高温で機能することができるリチウム−イオン再充電可能電池。
電池が一定時間高温に保持されるとき好ましくはアノードとカソードの間の接触を防止する、高融点静電紡糸被覆微多孔質リチウム−イオン再充電可能な電池セパレータ、セパレータ膜および類似物のための少なくともある高温用途のための、そのようなセパレータ、セパレータ膜および類似物の製造および／または使用方法のため、および／またはそのようなセパレータ、セパレータ膜および類似物を含むリチウム−イオン再充電電池のための改良された静電紡糸電池セパレータ。
１以上の高温静電紡糸被覆セパレータ、セパレータ膜および類似物を含むリチウム−イオン再充電電池、セル、パック、アキュムレータ、コンデンサまたは類似物であって、前記リチウム−イオン再充電電池、セル、パックまたは類似物は、円柱状、平坦な、角状、大規模電気自動車（EV）、角柱、ボタン、封筒、箱型および／または類似物のようないかなる形状および／または構成であってもよい。
高温、例えば、約１６０度摂氏℃状態にあるか、または約１８０℃以上で、少なくとも一定時間、少なくとも部分的に機能することができるリチウム−イオン再充電可能な電池のための静電紡糸被覆セパレータ、セパレータ膜または類似物であって、そのような部分的に機能することは、少なくとも短い時間高温で物理的に隔離された電極（陽極および陰極）を維持することを少なくとも含む。 One or more manufactures of high melting point electrospun coated microporous lithium-ion rechargeable battery separators, separator membranes and the like that prevent contact between the anode and cathode when the battery is held at an elevated temperature for a period of time Or how to use.
A lithium-ion rechargeable battery capable of functioning at high temperatures, preferably comprising components such as electrospun coated microporous battery separators or separator membranes that preferably function at high temperatures.
For high melting point electrospun coated microporous lithium-ion rechargeable battery separators, separator membranes and the like that preferably prevent contact between the anode and cathode when the battery is held at an elevated temperature for a period of time For at least some high temperature applications, for the production and / or use of such separators, separator membranes and the like and / or for lithium-ion rechargeable batteries comprising such separators, separator membranes and the like Improved electrospun battery separator for.
A lithium-ion rechargeable battery, cell, pack, accumulator, capacitor or the like comprising one or more high temperature electrospun coated separators, separator membranes and the like, said lithium-ion rechargeable battery, cell, pack or the like The analog may be any shape and / or configuration such as cylindrical, flat, square, large electric vehicle (EV), prism, button, envelope, box and / or the like.
Electrospin- coated separator for lithium-ion rechargeable batteries that can be at least partially functional at high temperatures, eg, about 160 degrees Celsius or above about 180 degrees Celsius for at least a portion of time , Separator membranes or the like, such partial functioning at least includes maintaining physically isolated electrodes (anode and cathode) at high temperatures for at least a short period of time.

高融点を有する少なくとも１層、または構成要素を含み、高温で機能し、高温で溶融せず、高融点を有する静電紡糸微多孔質電池セパレータ。
好ましくは＞１６０℃、より好ましくは＞１８０℃の高融点を有し、電池が一定時間高温に維持されるとき、アノードとカソードの接触を防止する必要性がある高レベルの寸法または構造的完全性を有する静電紡糸被覆高温セパレータ。
高レベルの寸法または構造的完全性を有する静電紡糸被覆高融点完全性（ＨＴＭＩ）セパレータ。
少なくとも片面がＰＢＩで静電紡糸被覆された高融点微多孔質リチウム−イオン再充電電池セパレータまたは膜。
ＰＢＩ静電紡糸被覆膜が片面または両面に塗布された微多孔質膜からなる静電紡糸被覆セパレータまたは膜。
ＰＢＩとポリアラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ化ポリビニリデンおよびフッ化ポリビニリデンのコポリマー、混合、混合物および／またはこれらの組み合わせを含むポリマーとの混合物からなる上記静電紡糸被覆。
少なくとも４μｍの厚さ、好ましくは５μｍの厚さ、および最も好ましくは７μｍの厚さであるＰＢからなる上記静電紡糸被覆。
ＰＢＩとポリアラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ化ポリビニリデンおよびフッ化ポリビニリデンのコポリマー、混合、混合物および／またはこれらの組み合わせを含むポリマーとの混合物からなり、少なくとも４μｍの厚さ、好ましくは５μｍの厚さ、および最も好ましくは７μｍの厚さである上記静電紡糸被覆。
ＰＢＩとポリアラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ化ポリビニリデンおよびフッ化ポリビニリデンのコポリマー、混合、混合物および／またはこれらの組み合わせを含むポリマーとの混合物からなり、少なくとも２．０〜６．０ｇ／ｍ２、より好ましくは２．２〜５．０ｇ／ｍ２および最も好ましくは２．５〜５．０ｇ／ｍ２の追加を有する上記静電紡糸被覆膜。 An electrospun microporous battery separator comprising at least one layer or component having a high melting point, functioning at a high temperature, not melting at a high temperature, and having a high melting point.
A high level of dimensional or structural integrity that preferably has a high melting point of> 160 ° C., more preferably> 180 ° C., and that needs to prevent anode-cathode contact when the cell is maintained at an elevated temperature for a period of time. Electrospinning coated high temperature separator.
An electrospun coated high melting point integrity (HTMI) separator with a high level of dimensional or structural integrity.
A high melting point microporous lithium-ion rechargeable battery separator or membrane, at least one surface of which is electrospun with PBI.
Electrospinning coated separator or membrane PBI electrospun coating film made of a microporous membrane coated on one or both sides.
The electrospun coating comprising a mixture of PBI and a polymer comprising polyaramid, polyimide, polyamideimide, polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride copolymer, blend, mixture and / or combinations thereof.
Said electrospun coating consisting of PB which is at least 4 μm thick, preferably 5 μm thick and most preferably 7 μm thick.
Consisting of a mixture of PBI and polyaramid, polyimide, polyamideimide, polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride copolymers, blends, mixtures and / or polymers containing combinations thereof, at least 4 μm thick, preferably 5 μm thick And, most preferably, the electrospun coating having a thickness of 7 μm.
Comprising a mixture of PBI and polyaramid, polyimide, polyamideimide, polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride copolymers, blends, mixtures and / or polymers containing combinations thereof, at least 2.0-6.0 g / m 2 the electrospun coating film more preferably 2.2~5.0g / m 2 and most preferably with additional 2.5~5.0g / m 2.

限定はされないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンおよび／または混合、混合物またはそれらの組み合わせのようなポリオレフィンを含む熱可塑性ポリマーからなる微多孔質基部膜にPBI静電紡糸被覆がされたセパレータまたは膜。
乾燥延伸法（登録商標セルガード、ドライストレッチ法）、相分離または抽出法として知られる湿式法、粒子延伸法または類似の方法により製造される上記微多孔質膜を有するセパレータまたは膜。
基部膜が３層膜、例えば、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレン（ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ）またはポリエチレン／ポリプロピレン／ポリエチレン（ＰＥ／ＰＰ／ＰＥ）、２層（ＰＰ／ＰＥまたはＰＥ／ＰＰ）またはその類似物のような単層（１以上の積層）である上記セパレータまたは膜。
ポリプロピレンのような前記基部膜は、前記膜の表面特性を変え、基部膜に対する高Ｔｇポリマー被覆膜の密着性を改良するために選択的に前処理される上記セパレータまたは膜。 Separator or membrane with, but not limited to, a PBI electrospun coating on a microporous base membrane comprising a thermoplastic polymer including polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene and / or blends, mixtures or combinations thereof .
A separator or membrane having the above-mentioned microporous membrane produced by a dry stretching method (registered trademark Celgard, dry stretch method), a wet method known as a phase separation or extraction method, a particle stretching method or a similar method.
Base film is a three-layer film, for example, polypropylene / polyethylene / polypropylene (PP / PE / PP) or polyethylene / polypropylene / polyethylene (PE / PP / PE), two-layer (PP / PE or PE / PP) or the like The separator or film is a single layer (one or more layers).
The base film, such as polypropylene, is a separator or film that is selectively pretreated to alter the surface properties of the film and to improve the adhesion of the high Tg polymer coating film to the base film.

前処理としては、これに限定されないが、印刷、伸長、コロナ処理、プラズマ処理、および／またはこれらの１面または両面に界面活性剤被覆のような被覆が挙げられる。
開示または提供されるのは、電池が高温度に一定時間維持されるときに、陽極および陰極の接触を防止する高融点微多孔質リチウム−イオン再充電可能電池セパレータ、非シャットダウン高融点電池セパレータ、電池セパレータ、膜、複合材料およびその類似物であり、そのようなセパレータ、膜、複合材料およびその類似物の製造、試験および／または使用方法、および／またはそのようなセパレータ、膜、複合材料および／または類似物を含むリチウム−イオン再充電可能電池、および類似物である。 Pre-treatments include, but are not limited to, printing, stretching, corona treatment, plasma treatment, and / or a coating such as a surfactant coating on one or both sides thereof.
Disclosed or provided is a high melting point microporous lithium-ion rechargeable battery separator, a non-shutdown refractory battery separator that prevents anode and cathode contact when the battery is maintained at a high temperature for a period of time, Battery separators, membranes, composites and the like, methods of making, testing and / or using such separators, membranes, composites and the like, and / or such separators, membranes, composites and the like Lithium-ion rechargeable batteries containing the like and / or the like.

電池が高温度の一定時間維持されるときに、陽極および陰極との接触を防止し、電池が高温度の一定時間維持されるときに、好ましくは実質的な電池機能（イオン移動、放電）を維持する高温用途、非シャットダウン高融点電池セパレータ、高溶融点微多孔質リチウムイオン再充電電池セパレータ、膜、複合材料、構成要素などを提供することができる。   When the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, contact with the anode and the cathode is prevented, and when the battery is maintained at a high temperature for a certain period of time, preferably a substantial battery function (ion transfer, discharge) is achieved. High temperature applications to be maintained, non-shutdown refractory battery separators, high melting point microporous lithium ion rechargeable battery separators, membranes, composite materials, components, etc. can be provided.

Claims (27)

電池が高温度に一定時間維持されるときに、陽極および陰極の接触を防止する、非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータであって、
多孔質膜、および
ポリイミダゾール、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリケトンおよびこれらの組合せからなる群より選択されるガラス転移温度が１６０℃を超える高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーから構成される前記多孔質膜の少なくとも片面上の被覆膜
を含み、
前記電池セパレータは、前記電池が一定時間高温に維持されるとき、イオン移動、充電および／または放電の電池機能の実質的なレベルを提供する非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。 A non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator that prevents contact between the anode and the cathode when the battery is maintained at a high temperature for a period of time;
The porous film is composed of a porous film, and a polymer having a glass transition temperature selected from the group consisting of polyimidazole, polybenzimidazole (PBI), polyketone, and a combination thereof, and a glass transition temperature (Tg) polymer exceeding 160 ° C. Including a coating on at least one side of the membrane,
The battery separator is a non-shutdown high or ultra high melting microporous battery separator that provides a substantial level of ion transfer, charge and / or discharge battery function when the battery is maintained at an elevated temperature for a period of time. 前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーが１６５℃を超えるガラス転移温度を有する請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 1, wherein the high glass transition temperature (Tg) polymer has a glass transition temperature exceeding 165 ° C. 前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーが少なくとも２５０℃のガラス転移温度を有する請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 1, wherein the high glass transition temperature (Tg) polymer has a glass transition temperature of at least 250 ° C. 前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーは５０℃未満の電解液中のガラス転移温度（Ｔｇ）低下であり、有効なガラス転移温度（Ｔｇ）２００℃以上を有する請求項３に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high of claim 3, wherein the high glass transition temperature (Tg) polymer has a reduced glass transition temperature (Tg) in the electrolyte below 50 ° C and has an effective glass transition temperature (Tg) of 200 ° C or higher. Melting point or ultra high melting point microporous battery separator. 前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーは少なくとも１つの溶媒または溶媒混合液に可溶性であり、前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーは、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）を含む少なくとも１つの適度に揮発性を有する溶媒に可溶性である請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The high glass transition temperature (Tg) polymer is soluble in at least one solvent or solvent mixture, and the high glass transition temperature (Tg) polymer has at least one moderately volatile comprising dimethylacetamide (DMAc). The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 1, which is soluble in a solvent. 前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーは、ポリイミダゾール、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアラミド、ポリスルフォン、芳香族ポリエステル、ポリケトンおよびこれらの組合せからなる群より選択される第２のポリマーを更に含む請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The high glass transition temperature (Tg) polymer is a second selected from the group consisting of polyimidazole, polybenzimidazole (PBI), polyimide, polyamideimide, polyaramid, polysulfone, aromatic polyester, polyketone, and combinations thereof. The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 1, further comprising a polymer. 前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーはポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）である請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 1, wherein the high glass transition temperature (Tg) polymer is polybenzimidazole (PBI). 前記被覆膜はさらにアルミナ蒸気を含む請求項７に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 7, wherein the coating film further contains alumina vapor. 前記被覆膜はＰＢＩ、アルミナ粒子およびＤＭＡｃの被覆溶液またはスラリーとして塗布される請求項７に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 7, wherein the coating film is applied as a coating solution or slurry of PBI, alumina particles, and DMAc. 前記多孔質膜は熱可塑性ポリマーであり、前記熱可塑性ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンおよびこれらの組合せから選択されるポリオレフィンである請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high melting point or ultra high melting point fine particle according to claim 1, wherein the porous film is a thermoplastic polymer, and the thermoplastic polymer is a polyolefin selected from polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, and combinations thereof. Porous battery separator. 前記多孔質膜は、ポリオレフィン膜、ポリプロピレン膜、ポリエチレン膜および３層ポリオレフィンセパレータの少なくとも１つである請求項１０に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 10, wherein the porous film is at least one of a polyolefin film, a polypropylene film, a polyethylene film, and a three-layer polyolefin separator. 前記多孔質膜は乾燥伸長プロセスまたは湿式プロセスである請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 1, wherein the porous film is a dry elongation process or a wet process. 前記多孔質膜は単層膜、２層膜、３層膜または多層膜である請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 1, wherein the porous film is a single layer film, a two layer film, a three layer film, or a multilayer film. 前記多孔質膜は前記膜の表面特性を変える前処理が適用され、前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマー被覆膜の前記基部膜への密着性を改良し、
前記前処理は前記多孔質膜の片面または両面に適用され、印刷、伸長、コロナ処理、プラズマ処理、界面活性剤被覆を含む被覆処理およびこれらの組合せからなる群より選択される請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。 The porous film is applied with a pretreatment that changes the surface properties of the film, and improves the adhesion of the high glass transition temperature (Tg) polymer-coated film to the base film,
The pretreatment is applied to one or both sides of the porous membrane and is selected from the group consisting of printing, stretching, corona treatment, plasma treatment, coating treatment including surfactant coating, and combinations thereof. Non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator. 被覆工程または被覆工程とこれに続く浸漬工程であって、高ガラス転移温度（Ｔｇ）多孔質被覆膜または層を形成するために、前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマー被覆膜がゼラチン浴に浸漬されて前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーを凝結させ、前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーの溶媒を除去すること、または
被覆工程または被覆工程とこれに続く浸漬工程であって、前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマー被覆された膜が浴に浸漬されて前記高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーを凝結させること、
のいずれか一により、前記高Ｔｇポリマー被覆膜が前記多孔質膜に塗布される請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。 A coating process or a coating process followed by a dipping process, wherein the high glass transition temperature (Tg) polymer coating film is a gelatin bath for forming a high glass transition temperature (Tg) porous coating film or layer. A high glass transition temperature (Tg) polymer is condensed to remove the solvent of the high glass transition temperature (Tg) polymer, or a coating step or a coating step and a subsequent immersion step, A high glass transition temperature (Tg) polymer coated membrane is immersed in a bath to condense the high glass transition temperature (Tg) polymer;
The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 1, wherein the high Tg polymer coating film is applied to the porous film by any one of the above. 前記電池セパレータは少なくとも短時間１８０℃以上の高温で少なくとも部分的に機能することができ、前記部分的に機能することは、前記陽極および陰極を共に物理的に隔離することを含む請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The battery separator may be capable of at least partially functioning at a high temperature of at least 180 ° C for at least a short time, wherein the partially functioning includes physically isolating the anode and cathode together. The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator described. 前記セパレータは少なくとも短時間２２０℃以上の高温で少なくとも部分的に機能することができ、前記部分的に機能することは前記陽極および陰極を共に物理的に隔離し、かつ電極間のイオンの流れを可能にする請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。 The separator can function at least partially at a high temperature of at least at least a short time 220 ° C., the partially is both physically isolate the anode and cathode to function, if Tsu electrodeposition machining gap ions The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 1, which enables flow. 前記被覆は、前記多孔質膜の少なくとも片面上に静電紡糸された複数の高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーナノ繊維として塗布される請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous according to claim 1, wherein the coating is applied as a plurality of high glass transition temperature (Tg) polymer nanofibers electrospun on at least one side of the porous membrane. Quality battery separator. 前記セパレータは非シャットダウン高温溶融完全性（ＨＴＭＩ）セパレータである請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 1, wherein the separator is a non-shutdown high temperature melt integrity (HTMI) separator. 請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータを有するリチウム−イオン再充電可能な電池。   A lithium-ion rechargeable battery comprising the non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 1. 前記セパレータは少なくとも短時間１６０℃以上の高温度で少なくとも部分的に機能することができ、前記部分的に機能することは前記陽極および陰極を共に物理的に隔離し、かつ電極間のイオンの流れを可能にすることを含む請求項２０に記載のリチウム−イオン再充電可能な電池。 The separator can function at least partially in at least a short time 160 ° C. or more high temperature, the partial function that is both physically isolate the anode and cathode, or Tsu electrodeposition machining gap ions 21. The lithium-ion rechargeable battery of claim 20, comprising enabling the flow of 前記セパレータは前記電池が少なくとも５分間１６０℃を超える高い温度に維持されるとき前記陽極および陰極の接触を防止するに十分な高レベルの寸法または構造的完全性を有し、少なくとも５分間１６０℃で前記電極間の少なくとも部分的なイオンの流れの継続も提供または可能にする請求項２０に記載のリチウム−イオン再充電可能な電池。   The separator has a high level of dimensional or structural integrity sufficient to prevent contact between the anode and cathode when the battery is maintained at a high temperature above 160 ° C. for at least 5 minutes, and at 160 ° C. for at least 5 minutes. 21. The lithium-ion rechargeable battery of claim 20, wherein the battery also provides or enables continuation of at least partial ion flow between the electrodes. 高温電池の前記陽極および陰極間に前記セパレータを配置して、前記電池が一定時間高温に維持されるとき前記陽極および陰極の間の接触を防止することを含む請求項１に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータの１以上の使用方法。   The non-shutdown high of claim 1 comprising disposing said separator between said anode and cathode of a high temperature battery to prevent contact between said anode and cathode when said battery is maintained at a high temperature for a period of time. One or more methods of using a melting point or ultra-high melting point microporous battery separator. 電池が一定期間高温に維持されるとき陽極と陰極の間の接触を防止する非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータであって、
多孔質膜、および
前記多孔質膜上の複数のガラス転移温度が１６０℃を超える高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーナノ繊維から構成される前記多孔質膜の少なくとも片側上にある被膜を含む非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。 Cell is a non-shutdown refractory or ultra high melting microporous battery separator prevents contact between the to as can positive electrode and the cathode kept constant period high temperature,
Non-shutdown comprising: a porous membrane; and a coating on at least one side of the porous membrane composed of high glass transition temperature (Tg) polymer nanofibers wherein a plurality of glass transition temperatures on the porous membrane exceeds 160 ° C. High melting or ultra high melting microporous battery separator. 前記複数の高ガラス転移温度（Ｔｇ）ナノ繊維が前記微多孔質膜の少なくとも片側に静電紡糸された請求項２４に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   25. The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator according to claim 24, wherein the plurality of high glass transition temperature (Tg) nanofibers are electrospun on at least one side of the microporous membrane. 電池が一定期間高温に維持されるとき陽極と陰極の間の接触を防止する非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータであって、
ガラス転移温度が１６０℃を超える高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマーまたは混合物から構成される微多孔質膜を含み、
前記電池がリチウム−イオン再充電可能な電池、セル、パック、電池、アキュムレータまたはコンデンサにおいて２５０℃まで高温に維持されるとき、前記微多孔質膜が、電池機能を提供する非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。 A non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator that prevents contact between the anode and cathode when the battery is maintained at an elevated temperature for a period of time;
Comprising a microporous membrane composed of a high glass transition temperature (Tg) polymer or mixture having a glass transition temperature above 160 ° C.
When the battery is maintained at a high temperature up to 250 ° C. in a lithium-ion rechargeable battery, cell, pack, battery, accumulator or capacitor, the microporous membrane is non-shutdown refractory or super High melting point microporous battery separator. 前記微多孔質膜は独立した高ガラス転移温度（Ｔｇ）ポリマー膜セパレータである請求項２６に記載の非シャットダウン高融点または超高融点微多孔質電池セパレータ。   27. The non-shutdown high melting point or ultra high melting point microporous battery separator of claim 26, wherein the microporous membrane is an independent high glass transition temperature (Tg) polymer membrane separator.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013535792A (en) * 2010-08-02 2013-09-12 セルガード エルエルシー High melting point microporous lithium ion rechargeable battery separator and method of manufacture and use

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101721353B1 (en) * 2010-08-02 2017-03-29 셀가드 엘엘씨 Ultra high melt temperature microporous high temperature battery separators and related methods
US9666848B2 (en) 2011-05-20 2017-05-30 Dreamweaver International, Inc. Single-layer lithium ion battery separator
US9683441B2 (en) * 2011-11-03 2017-06-20 Fastcap Systems Corporation Power supply for wired pipe with rechargeable energy storage
EP3783192A1 (en) 2011-11-03 2021-02-24 FastCAP SYSTEMS Corporation Production logging instrument
WO2013158484A1 (en) 2012-04-18 2013-10-24 King Abdullah University Of Science And Technology Electrode separator
KR20150058316A (en) * 2012-09-20 2015-05-28 셀가드 엘엘씨 Thin battery separators and methods
US10700326B2 (en) 2012-11-14 2020-06-30 Dreamweaver International, Inc. Single-layer lithium ion battery separators exhibiting low shrinkage rates at high temperatures
US9012060B2 (en) 2012-12-26 2015-04-21 General Electric Company System and method for battery insulation
US20140248524A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Honeywell International Inc. Batteries and methods of manufacturing batteries
US10607790B2 (en) 2013-03-15 2020-03-31 Dreamweaver International, Inc. Direct electrolyte gelling via battery separator composition and structure
US10106710B2 (en) * 2013-11-13 2018-10-23 R.R. Donnelley & Sons Company Insulator material composition and method
EP3084481B8 (en) 2013-12-20 2024-01-03 Fastcap Systems Corporation Electromagnetic telemetry device
WO2015171727A1 (en) * 2014-05-07 2015-11-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide web separator for use in an electrochemical cell
CN104037379A (en) * 2014-06-06 2014-09-10 中国第一汽车股份有限公司 Composite polymer fiber diaphragm and preparation method thereof
CN104091909A (en) * 2014-06-25 2014-10-08 中国第一汽车股份有限公司 Hard plastic-containing composite polymer fiber diaphragm
CN115395175A (en) * 2015-02-25 2022-11-25 赛尔格有限责任公司 Battery separator, rechargeable lithium battery, and electric vehicle
CN115764170A (en) * 2015-04-10 2023-03-07 赛尔格有限责任公司 Chemically improved microporous separator, rechargeable lithium ion battery, and related methods
EP3592799A4 (en) * 2017-03-06 2020-12-30 Council of Scientific and Industrial Research Porous polybenzimidazole as separator for lithium ion batteries
EP3609008B1 (en) * 2017-04-03 2021-06-02 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Composite polymer electrolyte membrane
WO2018217990A1 (en) * 2017-05-26 2018-11-29 Celgard, Llc New or improved microporous membranes, battery separators, coated separators, batteries, and related methods
CN108123089A (en) * 2017-12-12 2018-06-05 上海恩捷新材料科技股份有限公司 Isolation film and electrochemical appliance
EP3511999A1 (en) * 2018-01-15 2019-07-17 Paul Scherrer Institut Bilayer electrolyte membrane and a redox flow battery comprising a bilayer electrolyte membrane
CN111463391A (en) * 2018-01-22 2020-07-28 赛尔格有限责任公司 Improved coated separator, lithium battery and related methods
TW202044646A (en) * 2019-04-04 2020-12-01 美商希爾格得有限公司 Polyamide-imide coated separators for high energy rechargeable lithium batteries

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4217404A (en) 1978-10-23 1980-08-12 Hughes Aircraft Company Polypropylene separator for use in alkaline storage batteries and process for making same
US5571634A (en) * 1993-03-05 1996-11-05 Bell Communications Research, Inc. Hybrid lithium-ion battery polymer matrix compositions
JPH0927311A (en) * 1995-05-09 1997-01-28 Mitsubishi Paper Mills Ltd Nonwoven fabric for battery separator
US6265333B1 (en) * 1998-06-02 2001-07-24 Board Of Regents, University Of Nebraska-Lincoln Delamination resistant composites prepared by small diameter fiber reinforcement at ply interfaces
JP4366783B2 (en) 1998-11-16 2009-11-18 株式会社デンソー Multilayer battery and method of manufacturing electrode thereof
US6444370B2 (en) * 1998-11-20 2002-09-03 Valence Technology, Inc. Electrolytes having improved low temperature performance
JP2000173665A (en) * 1998-12-10 2000-06-23 Mitsubishi Chemicals Corp Lithium secondary battery
KR100406981B1 (en) * 2000-12-22 2003-11-28 한국과학기술연구원 Apparatus of Polymer Web by Electrospinning Process and Fabrication Method Therefor
JP2003297680A (en) * 2001-04-27 2003-10-17 Mitsubishi Paper Mills Ltd Separator for electrochemical element
CN101005129A (en) * 2002-08-22 2007-07-25 帝人株式会社 Non-aqueous secondary battery and separator used therefor
JP2004285509A (en) * 2003-03-20 2004-10-14 Japan Vilene Co Ltd Extra fine fiber and nonwoven fabric using the same
DE10347567A1 (en) 2003-10-14 2005-05-12 Degussa Electric separator with shut-off mechanism, process for its manufacture and use in lithium batteries
JP4377911B2 (en) * 2004-04-16 2009-12-02 三菱製紙株式会社 Electrochemical element separator
JP2006027024A (en) * 2004-07-14 2006-02-02 Asahi Kasei Chemicals Corp Multi-layer porous film
JP2006054127A (en) 2004-08-12 2006-02-23 Du Pont Teijin Advanced Paper Kk Separator and electric and electronic component using it
US20060088769A1 (en) * 2004-10-22 2006-04-27 Celgard Llc Battery separator with Z-direction stability
CA2586062C (en) 2004-12-08 2013-04-02 Hitachi Maxell, Ltd. Separator for electrochemical device, and electrochemical device
JP4910287B2 (en) * 2004-12-10 2012-04-04 パナソニック株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP4584307B2 (en) * 2005-03-31 2010-11-17 パナソニック株式会社 Lithium secondary battery
JP2006348280A (en) 2005-05-20 2006-12-28 Sumitomo Chemical Co Ltd Porous film and laminated porous film
KR100686816B1 (en) 2005-07-22 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 Lithium secondary battery
WO2007013552A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Polyamide imide fiber, non-woven fabric composed of the fiber, process for manufacture of the non-woven fabric, and separator for electronic component
US20070066741A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-22 Donovan Michael S High glass transition temperature thermoplastic articles
EP1770817A3 (en) * 2005-09-29 2007-12-05 Air Products and Chemicals, Inc. Surface-lithiated metal oxide nanoparticles for lithium battery electrolytes
KR100840849B1 (en) * 2006-01-27 2008-06-23 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 Lithium ion secondary battery and charge system therefor
JP2008117723A (en) * 2006-11-08 2008-05-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
US7915351B2 (en) * 2007-02-05 2011-03-29 Pbi Performance Products, Inc. Polybenzimidazole-polyetherketoneketone blends and miscible blends
US8304113B2 (en) * 2007-03-05 2012-11-06 Advanced Membrane Systems, Inc. Polyolefin and ceramic battery separator for non-aqueous battery applications
JP5214999B2 (en) 2008-02-28 2013-06-19 帝人株式会社 Nonaqueous electrolyte battery separator, manufacturing method thereof, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP5215000B2 (en) * 2008-02-28 2013-06-19 帝人株式会社 Nonaqueous electrolyte battery separator, manufacturing method thereof, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
US20090286147A1 (en) * 2008-05-16 2009-11-19 Atsushi Nakajima Composite porous membrane, method of producing composite porous membrane, and battery separator, battery and capacitor using the same
JP5245538B2 (en) * 2008-05-27 2013-07-24 株式会社豊田中央研究所 Manufacturing method of water-based lithium ion secondary battery
JP5189459B2 (en) * 2008-10-27 2013-04-24 株式会社クラレ Lithium battery separator and lithium battery using the same
JP5120213B2 (en) * 2008-11-06 2013-01-16 株式会社豊田中央研究所 Water-based lithium ion secondary battery
JP2010287697A (en) * 2009-06-11 2010-12-24 Tomoegawa Paper Co Ltd Separator for energy storage device
CN101923957B (en) * 2009-06-11 2013-02-06 株式会社巴川制纸所 Separator for power storage device
KR101721353B1 (en) * 2010-08-02 2017-03-29 셀가드 엘엘씨 Ultra high melt temperature microporous high temperature battery separators and related methods
KR101670200B1 (en) * 2010-08-02 2016-10-27 셀가드 엘엘씨 High melt temperature microporous lithium-ion rechargeable battery separators and methods of preparation and use
EP4184698A2 (en) * 2021-01-25 2023-05-24 Lg Chem, Ltd. Separator for lithium secondary battery and lithium secondary battery having same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013535792A (en) * 2010-08-02 2013-09-12 セルガード エルエルシー High melting point microporous lithium ion rechargeable battery separator and method of manufacture and use

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